DE60115727T2 - House network gateway device - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der VerwendungTerritory of use
Die Erfindung findet Anwendung in der Verteilung von digitalen Video-auf-Anforderungs-Diensten und anderen digitalen Diensten überall in einem Konsumentenbereich.The This invention has application in the distribution of digital video on demand services and other digital services everywhere in a consumer area.
Mit dem Aufkommen von Kabelmodems gibt es dort die Möglichkeit, digitale Daten bei hohen Raten von Anbietern von Inhalten und Internet-über-Kabel-TV-Systemen zu liefern. Viele unterschiedliche Dienste werden digital geliefert werden, einer von diesen ist Video-auf-Anforderung und hochauflösende TV-Digitaldaten. Ein anderer digitaler Dienst, der zumindest für dienstliche Einrichtungen nutzvoll ist, ist Videokonferenzen. Andere digitale Dienste, die in der Zukunft immer nützlicher werden, sind Hochgeschwindigkeitsverbindung mit einem Betriebs-LAN von zuhause für Telekommunikation, Hochgeschwindigkeits-Internetzugriff, Fernstudium, Multimedia-Präsentationen zu entfernten und/oder verteilten Zuhörerschaften, usw.With With the advent of cable modems, there is the possibility of adding digital data Deliver high rates from content providers and Internet over cable TV systems. Many different services will be delivered digitally, one of these is video-on-demand and high definition digital TV data. One other digital service, at least for work facilities is useful, is videoconferencing. Other digital services that more and more useful in the future are high speed connection with a working LAN of at home for Telecommunications, high-speed Internet access, distance learning, multimedia presentations to remote and / or distributed audiences, etc.
Die Entwicklung von Kabelmodems hat die Lieferung von Hochgeschwindigkeitsdaten über 10 MB/sec-Kanäle an Kundenräumlichkeiten über Hybridfaserkoaxialkabel-TV-Verteilungsnetzwerk ermöglicht. Aber sobald die digitalen Daten eine Kundenräumlichkeit erreichen, müssen sie immer noch verteilt und gewandelt werden in ein geeignetes Format für Benutzung durch den Nutzer auf einem TV, einem Telefon, einem Videofon, einem Computer, einem Netzwerkcomputer, einem Fax, einem DVD-Rekorder und anderen Periphergeräten, die in Zukunft entwickelt werden.The Development of cable modems has provided high-speed data over 10MB / sec channels to customer premises over hybrid fiber coaxial cable TV distribution network allows. But as soon as the digital data reaches a customer premises, they have to still distributed and converted into a suitable format for use by the user on a TV, a telephone, a videophone, a Computer, a network computer, a fax, a DVD recorder and other peripherals, which will be developed in the future.
Gleichzeitig haben die Telefongesellschaften digitale Teilnehmeranschlussleitungstechnologien entwickelt, wie z.B. asymmetrische, digitale Teilnehmeranschlussleitung (ADSL), Hoch-Bit-Raten-Digital-Teilnehmeranschlussleitungstechnologie, ISDN und ISDL, ratenadaptive digitale Teilnehmeranschlussleitung (RADSL), symmetrische, digitale Teilnehmeranschlussleitung (SDSL), Sehr-Hochgeschwindigkeits-DSL (VDSL). Diese unterschiedlichen Technologien sind beschrieben in Muller, Desktop Encyclopedia of Telecommunications, Seiten 93–95 (McGraw Hill 1998) ISBN 0-07-044457-9 und Clayton, Illustrated Telecom Dictionary, (McGraw Hill 1998) ISBN 0-07-012063-3 und Horak, Communications Systems and Networks, Voice, Data and Broadband Technologies, (M&T Books, Foster City, Ca. 1997) ISBN 1-55851-485-6, wobei die Gesamtheit dieser Veröffentlichungen hiermit durch Referenz eingeschlossen ist. Diese digitalen Teilnehmeranschlussleitungstechnologien werden bald in der Lage sein, digitale Sprache, Daten und Bildinformation von unterschiedlichen Servern wie auch als ein Hochgeschwindigkeits-Internetzugang zu dem Teilnehmergebiet über standardtelefon-kupferverdrillte Paare zu liefern, die bereits im Boden sind und die jeder bereits hat. Einige dieser Technologien sind schnell genug, um ebenfalls Video auf Anforderung zu liefern, was üblicherweise Datenraten von ungefähr 2 Megabits/sec benötigt.simultaneously the telephone companies have developed digital subscriber line technologies, such as. asymmetrical digital subscriber line (ADSL), High-bit rate digital subscriber line technology, ISDN and ISDL, rate-adaptive digital subscriber line (RADSL), balanced digital subscriber line (SDSL), high-speed DSL (VDSL). These different technologies are described in Muller, Desktop Encyclopedia of Telecommunications, pages 93-95 (McGraw Hill 1998) ISBN 0-07-044457-9 and Clayton, Illustrated Telecom Dictionary, (McGraw Hill 1998) ISBN 0-07-012063-3 and Horak, Communications Systems and Networks, Voice, Data and Broadband Technologies, (M & T Books, Foster City, approx. 1997) ISBN 1-55851-485-6, the entirety of these Publications is hereby incorporated by reference. These digital subscriber line technologies will soon be able to digital language, data and image information from different servers as well as high-speed Internet access to the participant area Standard telephone copper-twisted pairs already in service Are ground and that everyone already has. Some of these technologies are fast enough to also deliver video on demand, what usually Data rates of about 2 megabits / sec needed.
Die wurden ebenfalls 1994 eingeführt, Digitalübertragungssatellitendienste (DBS), wie z.B. DirecTV (angeboten von Hughes Electronics und Thomson Multimedia). DBS-Dienste können bereits oder werden bald bereitstellen Video auf Anforderung, Internetanschlussfähigkeit und Multimedia-Anwendungen, alle mit der hohen Bildqualität, die digitale Technologie bereitstellt. Videokonferenzen über DirecPC-Dienst mögen ebenfalls bald bereitgestellt werden. DierecTV liefert 175 Kanäle von digitalen Qualitätsprogrammen über eine 18 Inch-Scheibenantenne, eine digitale Set-Top-Decoder-Box und eine Fernsteuerung. Eine Zugriffskarte erlaubt, dass Zahlungsinformation erhalten wird durch die Set-Top-Decoder-Box und heruntergeladen wird durch das PSTN zu einem Zahlungszentrum für Bezahlfernsehen, das durch einen Benutzer angefordert wurde. Zu sätzlich erlaubt DirecPC-Technologie Hochgeschwindigkeits (400 KB/sec)-Internetzugriff zu PCs in der Kundenräumlichkeit unter Verwendung der DBS-Schüssel und Koaxialkabelverteilungsnetzwerk. Eine Erweiterungskarte koppelt die PC I/O-Busse an das Koaxialkabelverteilungsnetzwerk des DBS-Systems. Ein Modem wird von dem PC verwendet, um eine Verbindung aufzubauen zu dem Internetdienstanbieter (ISP), der dann Internetdaten sendet an den PC über einen Uplink zu dem Satelliten und dann herunter zu der Benutzerschüssel.The were also introduced in 1994, Digital Broadcast Satellite Services (DBS), such as DirecTV (offered by Hughes Electronics and Thomson Multimedia). DBS services can already or will soon provide video on demand, internet connectivity and multimedia applications, all with the high picture quality, the digital Technology provides. Videoconferencing via DirecPC service may also be like this to be provided soon. DierecTV delivers 175 channels of digital quality programs over one 18 inch glass antenna, a digital set-top decoder box and a remote control. An access card allows payment information to be obtained through the set-top decoder box and is being downloaded by the PSTN to a pay-TV payment center, which was requested by a user. In addition, DirecPC technology allows High-speed (400 KB / sec) Internet access to PCs in the customer premises using the DBS bowl and Koaxialkabelverteilungsnetzwerk. An expansion card couples the PC I / O buses to the coaxial cable distribution network of the DBS system. A modem is used by the PC to establish a connection to the Internet service provider (ISP), who then sends Internet data to the PC via an uplink to the satellite and then down to the user's bowl.
Ein Problem, dem Benutzer von Digitaldaten-Lieferdiensten bald gegenüberstehen werden, ist wie folgt. Es gibt dort große Unsicherheit, welche Teilnehmerdatenlieferdienste die zuverlässigsten, die mit bester Leistung und billigsten Versionen von jedem Typ Service bereitstellen werden. Deshalb gibt es dort eine Notwendigkeit für einen Weg für einen Benutzer in der Lage zu sein, all die unterschiedlichen Teilnehmerdienstdatenlieferoptionen für sie verfügbar zu machen und die Daten kostengünstig über ihre Räumlichkeiten zu verteilen an all die unterschiedlichen Periphergeräte, die sie benötigen, wie Fernsehgeräte, Computer, Telefone, Videofone, usw. Um dieses zu tun, wird es notwendig sein, eine Art von Schaltung zu haben, die an an die unterschiedlichen Teilnehmerdienst-Digitaldaten-Liefernetzwerke ankoppeln kann, und zumindest ein lokales Netzwerk, das durch das gesamte Heim des Benutzer verläuft und alle notwendigen Protokollwandlungen vornimmt und Pakete-, Zell- oder Rahmen-Wiederzusammensetzen und -einkapseln in Pakete von der Art, die in dem LAN verwendet werden.One Problem that users of digital data delivery services are soon facing be, is as follows. There is great uncertainty about which subscriber data delivery services the most reliable, the best performing and cheapest versions of any type service be deployed. That's why there is a need for one there Way for a user to be able to view all the different subscriber service data delivery options for her available to make and save the data cheaply over theirs premises to distribute to all the different peripherals that you need, like televisions, Computers, phones, video phones, etc. To do this, it becomes necessary be to have a kind of circuit that is connected to the different ones Dock Subscriber Service Digital Data Delivery Networks can, and at least a local network that goes through the whole Home of the user is running and makes all necessary protocol conversions and packet, cell or frame reassembly and encapsulate in packets of the type used on the LAN become.
ADSL-Router wie der Remote-810-ADSL-Router, der gefertigt wird durch 3Com, existieren gegenwärtig. Diese Router können ein Ethernet-Lokalnetzwerk an ADSL-Leitungen koppeln, so dass POTS-Sprachkonversion gleichzeitig auftreten kann, während das Internet durchsucht wird. Der Remote-810-ADSL-Router weist einen integrierten 4-Anschluss-10Base-T-Hub auf, um mehrere PCs zu koppeln, die sich die gleiche ADSL-Leitung teilen. Der Router unterstützt bis zu 16 gleichzeitige simultane Verbindungen zu mehreren Zielorten auf dem Internet und kann Brückenfunktionen durchführen. 3Com fertigt ebenfalls SDSL-Router wie den OfficeConnect-Remote-840-SDSL, der Anwendungen unterstützen kann, die hohe Bandbreiten in beide Richtungen benötigen, wie z.B. Videokonferenzen, Ferntraining, Web-Veranstaltungen, E-Commerce und andere Multimedia-Anwendungen.ADSL Router how the remote 810 ADSL router made by 3Com exists currently. These routers can pair a local Ethernet network to ADSL lines so that POTS voice conversion can occur simultaneously while the internet is searched. The Remote 810 ADSL Router has one built-in 4-port 10Base-T hub to pair multiple PCs, who share the same ADSL line. The router supports up to 16 simultaneous simultaneous connections to multiple destinations on the internet and can bridge functions carry out. 3Com also manufactures SDSL routers such as the OfficeConnect Remote 840 SDSL, support the applications which may require high bandwidths in both directions, like e.g. Video conferencing, remote training, web events, e-commerce and other multimedia applications.
Anderer Stand der Technik, wie z.B. der 3Com-PathBuilder-S700-WAN-Schalter existiert, der Verkehr über Weitverkehrsnetze konzentriert, aggregiert und schaltet. Der PathBuilder-S700-WAN kann Sprache, Video- und Datenanwendungen konvergieren – einschließlich Frame Relay, ATM und SONET – auf ein gemeinsames Netzwerk. Bis zu 100 Schnittstellen werden unterstützt. Fortgeschrittene Verkehrsmanagementmerkmale wie z.B. Verkehrsformen, Prioritätseinreihen und Multicasten garantieren die richtige Menge von Bandbreite für jede Anwendungen und lassen dich deine WAN-Infrastruktur aufbauen und managen. Der Schalter weist einen zukunftssicheren Unterbau auf mit einer modularen Konstruktion, um das anfängliche Investment zu schützen und um einen Migrationspfad bereitzustellen, um zukünftiges Wachstum zu beherbergen. Der Schalter weist individuelle Anwendungsmodule auf, die eigene Schnittstellen bereitstellen zu einer Vielzahl von Campus-Netzwerk-Technologien wie z.B. LANs, Muxen, Routern, SNA-Anwendungen, Geschäftsvideo und PBXen. Jedes Anwendungsmodul passt Kommunikationsverkehr an an die zellenbasierte Busleiterplatte und transportiert ihn über den PathBuilder-S700-Schalterzellbus an die geeigneten Fernschnittstellenverbindungen, die einen umfassenden Bereich von Campus- und Weitverkehrsschnittstellen bereitstellen. Ein T1/UNI-Modul unterstützt inverses Multiplexen für ATM bei Geschwindigkeitsbereichen von 1,5 Mbps bis 16 Mbps. Ein 18-Schlitzgehäuse unterstützt Migration zu T3/E3- oder OC-3-Diensten, wenn Bandbreite-Anforderungen ansteigen. Verteilte Verarbeitung ist implementiert durch Platzieren eines RISC-Prozessors auf jedes Anwendungsmodul, um skalierbare Leistungsfähigkeit und Drahtgeschwindigkeitskommunikation bereitzustellen.Another Prior art, such as the 3Com PathBuilder S700 WAN switch exists, the traffic over Wide area networks concentrated, aggregated and switched. The PathBuilder S700 WAN Can converge voice, video and data applications - including frame Relay, ATM and SONET - up a common network. Up to 100 interfaces are supported. advanced Traffic management features such as e.g. Traffic forms, priority queues and multicasts guarantee the right amount of bandwidth for every application and let you build and manage your WAN infrastructure. Of the Switch has a future proof substructure with a modular construction, around the initial one Protect investment and to provide a migration path to future To harbor growth. The switch has individual application modules to provide their own interfaces to a variety of Campus network technologies such as LANs, muxes, routers, SNA applications, business video and PBXs. Each application module adjusts communication traffic to the cell-based bus board and transports it via the PathBuilder S700 Switch Cell Bus to the appropriate remote interface connections that provide a comprehensive Provide a range of campus and wide-area interfaces. A T1 / UNI module supported inverse multiplexing for ATM at speed ranges from 1.5 Mbps to 16 Mbps. One 18-slot housing supports Migration to T3 / E3 or OC-3 services when bandwidth requirements increase. Distributed processing is implemented by placement a RISC processor on each application module to be scalable capacity and to provide wire speed communication.
Jedoch fehlt dem 3COM-Pathbuilder-S700-WAN-Schalter die Fähigkeit, anzukoppeln an ADSL-Leitungen, Kabelmodems, Satellitenschüsseln, drahtlose Teilnehmeranschlüsse, terrestrische Mikrowellenverbindungen oder andere Teilnehmernetzwerkdienste, die vielleicht in der Zukunft verfügbar werden, wie digitale Datenlieferung über die Stromleitungen. Der 3COM-Pathbuilder-S700-WAN-Schalter ist ein Schalter von einem professionellen Niveau, der nicht erschwinglich ist für den durchschnittlichen Heimnetzwerkkunden. Kurzum, es wird angenommen, dass es gegenwärtig keine Gateways oder Router gibt, die in der Lage sind, ein lokales Netzwerk wie ein Ethernet an jedes öffentliche Diensttelefonnetzwerk zu koppeln und die die Technologie von ADSL-Modems, Kabelmodems und Satelliten-DirectPC-Decoder-Boxen mit IP-Video- und IP-Telefonschnittstellen und Schalt-, Routen- und Protokollkonversionsfähigkeit verkörpern und kombinieren.however The 3COM Pathbuilder S700 WAN Switch lacks the ability to to connect to ADSL lines, cable modems, satellite dishes, wireless Subscriber lines, terrestrial microwave links or other subscriber network services, which may become available in the future, such as digital data delivery over the power lines. The 3COM Pathbuilder S700 WAN Switch is a switch of a professional level that is not affordable is for the average home network customers. In short, it is believed that it is present There are no gateways or routers that are able to handle a local one Network like an ethernet to any public service telephone network to couple and the the technology of ADSL modems, cable modems and satellite DirectPC decoder boxes with IP video and IP telephone interfaces and embody and combine switching, routing and protocol conversion capabilities.
In dem gegenwärtigen Klima von Deregulation ist ein heftiger Wettbewerb um Bereitstellung von Telekommunikationsdiensten an Kunden entbrannt. Viele alternative Verteilungsnetzwerke für digitale Daten sind entweder bereits entwickelt worden oder sind in Entwicklung. Zum Beispiel werden in der nahen Zukunft die digitalen Datenlieferdienste, die gerade beschrieben wurden, welche durch die PSTN- und die CATV-HFC-Verteilungseinrichtungen geliefert werden, ebenfalls im Wettbewerb stehen mit drahtlosen Teilnehmeranschlussleitungsliefernetzwerken, die bereitgestellt werden durch persönliche Kommunikationsdienst(PCS)-Unternehmen und Datenlieferdienste in Entwicklung durch die elektrische Leistungsversorgungseinrichtungen.In the current one Climate of Deregulation is a fierce competition for provision from telecommunications services to customers. Many alternative Distribution networks for digital data has either already been developed or is in development. For example, in the near future, the digital Data delivery services that have just been described by the PSTN and CATV HFC distribution facilities are delivered, also compete with wireless subscriber line delivery networks, provided by personal communication service (PCS) companies and data delivery services in development by the electrical power supply facilities.
Das Problem ist, dass der Kunde keine Möglichkeit hat zu wissen, welche Dienste die höchste Zuverlässigkeit, höchste Qualität und preisgünstigsten Liefermechanismus bereitstellen werden für Telefon- und Faxdienst, E-Mail, Fernstudium, Videokonferenz, Hochgeschwindigkeits-World-Wide-Web-Zugriff, Video auf Anforderung, Fern-LAN für Telekommunizierer und Multimedia-Dienste. Weiterhin ist es über die Zeit möglich, dass, wenn jedes der Teilnehmernetzwerke sich entwickelt und wettbewerbliche Druckkräfte die Preise verringern, der, der einst der beste Anbieter von z.B. Video auf Anforderung (hierin nachstehend VOD) war, nicht länger der beste Anbieter ist, sondern es eine andere Technologie ist. Als ein anderes Beispiel hat ADSL nicht ausreichende Stromaufwärtsbandbreite, wenn Videotelefonie eine populäre Anwendung wird, wohingegen Kabelmodems dies haben. Jedoch können variable Bitraten, MPEG2 und fortgeschrittene Videokompressionstechnologien ADSL vielleicht retten, wenn Videokonferenzen groß werden, und Hochgeschwindigkeits-ADSL kann geeignet sein, für diese Anwendung zu dienen. Das Problem, welches dieses für Kunden ergibt, ist, dass sie nicht in eine Technologie für ihre Heimnetzwerke investieren wollen, die nur an ADSL oder Kabelmodems koppelt, und dann konfrontiert sind mit der Erwartung eines teuren Ersatzes für ihre Heimnetzwerkausrüstung, um ihr LAN zu koppeln mit einem neuen Teilnehmerdienst-Digitaldaten-Liefernetzwerk.The problem is that the customer has no way of knowing which services will provide the highest reliability, highest quality, and least expensive delivery mechanism for telephone and fax services, e-mail, distance learning, videoconferencing, high-speed world-wide-web access, Video on Demand, Remote LAN for Telecom and Multimedia Services. Furthermore, over time, as each of the subscriber networks evolves and competitive pressures reduce prices, it is possible that who was once the best provider of, for example, video on demand (hereafter referred to as VOD) is no longer the best provider, but rather it is another technology. As another example, ADSL does not have sufficient upstream bandwidth when video telephony becomes a popular application, whereas cable modems do. However, variable bit rates, MPEG2 and advanced video compression technologies may save ADSL as video conferencing becomes large, and high speed ADSL may be suitable for serving this application. The problem this poses for customers is that they do not want to invest in a technology for their home networks that only couples to ADSL or cable modems, and then faces are expecting an expensive replacement for their home network equipment to pair their LAN with a new subscriber service digital data delivery network.
Ein weiteres Beispiel bezieht Versorgung von Konsumenten mit einfachem Fernsprechdienst (POTS) über Kabelmodem versus ADSL ein. Abtrennen einer CATV-Leitung in der Straße oder Verlieren eines oberirdischen Kabels während eines Sturms werden den Dienst von der gesamten Nachbarschaft trennen. Dies bedeutet, dass jeder in der Nachbarschaft, der seinen Telefondienst über Kabelmodem bezieht, ohne Telefondienst zurückgelassen ist, bis der Bruch repariert ist. Im Gegensatz dazu ist ADSL eine Punkt-zu-Punkt-Technologie, die nur verursacht, dass ein Kunde Telefonservice verliert, wenn die Leitung unterbrochen ist. Ein gut gewartetes HFC-CATV-Netzwerk kann einige dieser Probleme obsolet machen, aber dieses ist unklar, weil dort noch keine große Felderfahrung gewonnen wurde in POTS über HFC.One another example relates to supplying consumers with simple Telephone service (POTS) via Cable modem versus ADSL. Disconnecting a CATV line in the Street or losing an aerial cable during a storm Separate service from the entire neighborhood. This means that everyone in the neighborhood who gets their phone service via cable modem left without telephone service is until the break is repaired. In contrast, ADSL is one Point-to-point technology that only causes a customer phone service loses if the line is interrupted. A well-maintained HFC CATV network can make some of these problems obsolete, but this is unclear because there is no big one there Field experience was gained in POTS via HFC.
Daher wird ein Kunde nicht wissen, ob er ein Gateway kaufen soll, der an ein ADSL-Modem oder ein HDSL-Modem oder ein Kabelmodem ankoppeln kann, bis Fehler beseitigt sind und Wettbewerbsfaktoren ins Spiel kommen und es klar machen, welches Liefernetzwerk den besten, preisgünstigsten Dienst für diese Anwendung bereitstellt.Therefore a customer will not know if he should buy a gateway, the can connect to an ADSL modem or an HDSL modem or a cable modem, until mistakes are eliminated and competitive factors come into play and make it clear which supply network is the best, least expensive Service for provides this application.
Jedoch ist eine Sache klar: Die oben genannten Dienste werden angefordert werden, und der Kunde möchte in der Lage sein, Vorteil zu ziehen aus dem besten Liefermechanismus für jeden Dienst, und möchte in der Lage sein, einfach zwischen Lieferdiensten zu wechseln, weil Wettbewerb Preisanpassungen verursacht.however One thing is clear: The above services are required and the customer wants to be able to take advantage of the best delivery mechanism for each Service, and would like to be able to easily switch between delivery services because Competition caused price adjustments.
Da diese Dienste auf vielen unterschiedlichen Medien auftreten werden, möglicherweise in vielen unterschiedlichen Paketformaten oder Verwendung vieler unterschiedlicher Protokolle, ist ein Problem für den Benutzer beim Entscheiden entstanden, welchen Typ von Heimnetzwerk-Datenverteilungssystem er kaufen und installieren soll. Zum Beispiel wird es dort unterschiedliche Paket- und Zellgrößen geben, und unterschiedliche Header-Strukturen, unterschiedliche Typen von Kompression und unterschiedliche Protokolle werden verwendet werden. Der Benutzer möchte nur kostengünstige und bequeme Verteilung von Daten, die jeweils diese Dienste kodieren, über seine gesamte Räumlichkeit zu den verschiedenen Periphergeräten, wie digitale VCRs, DVD-Rekorder/-Player, TVs, Fax-Geräten, Computern, Telefonen usw., die die Daten benötigen, ohne unterschiedliche Gateways und lokales Netzwerk für jeden Typ von Datenlieferdienst zu benötigen. Weiterhin mag der Benutzer ADSL für einige Dienste nutzen und Kabelmodem für andere Dienste und drahtlose Teilnehmeranschlussleitung oder Satelliten-Downlinks oder andere Datenliefernetzwerkoptionen für andere Dienste verwenden.There these services will occur on many different media possibly in many different package formats or using many different protocols, is a problem for the user in deciding emerged, which type of home network data distribution system he should buy and install. For example, it will be different there Give package and cell sizes, and different header structures, different types of Compression and different protocols will be used. The user wants only inexpensive and convenient distribution of data that each encode these services over its entire space too the various peripherals, such as digital VCRs, DVD recorders / players, TVs, fax machines, computers, Phones, etc., who need the data without different Gateways and local network for to require every type of data delivery service. Furthermore, the user likes ADSL for use some services and cable modem for other services and wireless Local loop or satellite downlinks or others Data delivery network options for use other services.
Ein verwandtes Problem ist in dem Gebiet von Videokonferenzen. Gegenwärtig sind Videofone, die durch AT&T angeboten werden, ein kommerzieller Misserfolg aufgrund der geringen Bildqualität von zwei Rahmen pro Sekunde, die lieferbar sind über standardverdrillte Paare. ISDN-Schaltungen können verwendet werden für Videokonferenzen, und ISDN-Videofone sind verfügbar, und ihre Details werden hierdurch durch Referenz einbezogen. Jedoch haben die hohen Kosten von ISDN und seine geringe Verfügbarkeit für alle Haushalte die Akzeptanz von ISDN-Videokonferenzen verzögert. Geschaltete 56/64-Kbps-Schaltungen können ebenfalls verwendet werden für Videokonferenzen durch Verbinden oder Gruppieren in mehrere Kanäle. Geschaltete 384-Kbps-Verbindungen können ebenfalls bereitgestellt werden auf der Basis von fraktaler DS1 oder durch ISDN-PRI-Kanäle in einer Kanalgruppe, die bekannt ist als HO. Jedoch existieren die Kosten und Verfügbarkeitsprobleme, die ISDN-Konferenzen verzögern, ebenfalls für geschaltete 56/64- und geschaltete 384-Kbps-Dienste.One related problem is in the field of video conferencing. Present are Videophones by AT & T offered a commercial failure due to the low picture quality of two frames per second, which are available via standard twisted pairs. ISDN circuits can be used be for Videoconferencing, and ISDN video phones are available, and their details become hereby incorporated by reference. However, the high costs of ISDN and its low availability for all Households delayed the acceptance of ISDN video conferencing. Switched 56/64 Kbps circuits can also be used for Videoconferencing by connecting or grouping in multiple channels. Switched 384 Kbps connections can also be provided on the basis of fractal DS1 or through ISDN PRI channels in one Channel group known as HO. However, the costs exist and availability issues, delay the ISDN conferences, also for switched 56/64 and switched 384 Kbps services.
Ebenfalls unterstützen DS-1-Einrichtungen Voll-bewegt-, Hochqualitäts-Videokonferenzen über dedizierte Netzwerke bei Raten von bis 2,048 Mbps für E1 und 1,544 Mbps für T1. Jedoch sind DS-1-Einrichtungen teuer und nicht weit verbreitet, und auch wenn sie für große Organisationen mit DS-2-Backbones erschwinglich sind, sind sie außerhalb der Reichweite von dem Heimnetzwerkkunden.Also support DS-1 facilities Full-motion, high-quality video conferencing over dedicated networks Rates of up to 2,048 Mbps for E1 and 1.544 Mbps for T1. However, DS-1 facilities are expensive and not widely used, and even if they are for size Organizations with DS-2 backbones are affordable, they are outside the range of the home network customer.
Breitbandnetzwerke wie beispielsweise ADSL, B-ISDN, HFC und Kabelmodems, Satellit usw. sind wahrscheinlich sehr viel bequemere und erschwinglichere Wege für Lieferung von Videokonferenzdiensten über ATM, das betrieben wird bei DS-1 oder DS-3 oder Hochgeschwindigkeiten.Broadband networks such as ADSL, B-ISDN, HFC and cable modems, satellite etc. probably much more comfortable and affordable ways for delivery video conferencing services ATM operated at DS-1 or DS-3 or high speeds.
Daher ist ein Bedarf erwachsen für ein System, das ankoppelt an viele unterschiedliche Teilnehmer-Dienstdaten-Lieferetzwerke und das digitale Daten verteilen kann über eine Kundenräumlichkeit in einer ökonomischen Weise an all die peripheren Geräte, die die Daten benötigen, unter Verwendung eines einheitlichen Protokolls und Adressierungsschemas. Bevorzugterweise wird das System ein ökonomisches und zuverlässiges lokales Netzwerk auf der Kundenräumlichkeitsseite aufweisen und die Flexibilität aufweisen, an viele unterschiedliche Teilnehmer-Dienstdaten-Liefernetzwerke Datentypen zu koppeln und zu übersetzen, was auch immer an Paket-/Zell-/Rahmentypen und -protokollen verwendet wird durch das Datenliefernetzwerk, ohne wesentlichen Aufwand von Rekonfiguration oder Kauf von neuer Ausrüstung oder Software, jedes Mal, wenn eine Datenliefer netzwerkoption auftaucht, die besser, günstiger oder zuverlässiger ist als der gegenwärtige Dienstanbieter des Kunden.Therefore, a need has arisen for a system that interfaces with many different subscriber service data delivery networks and that can distribute digital data about customer premises in an economical manner to all the peripheral devices that need the data using a common protocol and addressing scheme , Preferably, the system will have an economical and reliable local area network on the customer premises side and will have the flexibility to couple and translate data types to many different subscriber service data delivery networks, whatever packet / frame / frame types and protocols are used through the data delivery network, without significant effort of reconfiguration or purchase of new equipment or software, every time a data delivery network option emerges that is better, cheaper, or more reliable than the customer's current service provider.
Es ist bekannt, dass ein Stand-der-Technik-Dokument WO 99/44363 A ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart zur Synchronisation von Ton und Bildern in einer Echtzeit-Multimedia-Kommunikation über ein Netzwerk-Gateway. Von einem Audiosignal und einem Videosignal wird zumindest das Audiosignal geliefert als ein Eingang zu dem Gateway; optional ebenfalls das Videosignal, so dass das/die Signal(e) geroutet wird/werden durch das Gateway zu dem Multimedia-Endgerät. Jegliche Abweichung wird erkannt in der Synchronisation zwischen den hörbaren und sichtbaren Ausgängen von dem Audiogerät und dem Videogerät, die zumindest teilweise verursacht werden durch die intrinsische Gateway-Verarbeitungsverzögerung(en). Eine variable Verzögerung wird angepasst in dem Gateway auf einem Signal, das geroutet wird durch den Gateway, bis die hörbaren und sichtbaren Ausgaben von den unterschiedlichen Geräten effektiv synchronisiert sind. Die variable Verzögerung wird in dem Gateway gespeichert für zukünftige Verwendung.It It is known that a prior art document WO 99/44363 A Method and apparatus disclosed for synchronizing sound and images in a real-time multimedia communication via a Network gateway. From an audio signal and a video signal will be at least the audio signal provided as an input to the gateway; optionally also the video signal, so that the signal (s) routed is / are passed through the gateway to the multimedia terminal. Any deviation will detected in the synchronization between the audible and visible outputs of the audio device and the video device, which are caused, at least in part, by the intrinsic gateway processing delay (s). A variable delay is adapted in the gateway on a signal being routed through the gateway until the audible and visible issues from different devices effectively are synchronized. The variable delay is stored in the gateway for future use.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dort eine Gateway-Vorrichtung bereitgestellt, deren kennzeichnenden Merkmale diejenigen sind, die in Anspruch 1 beschrieben sind.According to one first aspect of the present invention, there is provided a gateway device, whose characteristic features are those that claim 1 are described.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dort ein Prozess bereitgestellt, der durch einen Gateway ausgeführt wird, dessen charakteristischen Merkmale diejenigen sind, die in Anspruch 28 beschrieben sind.According to one second aspect of the invention, there is provided a process, which runs through a gateway whose characteristic features are those in Claim 28 are described.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten und alternativen AusführungsformenDetailed description the preferred and alternative embodiments
Bezugnehmend
auf
Bezugnehmend
auf
Der
Gateway
Der
Gateway
Die bevorzugte modulare Konstruktion hat zwei wesentliche Vorteile. Zuerst schützt es die Investition des Kundens in den Gateway durch Bereitstellen von Flexibilität, den Gateway zu koppeln an irgendein Teilnehmernetzwerk, von dem sich herausstellt, dass es das zuverlässigste, kostengünstigste, flexibelste oder einfachste zu benutzende oder am wenigsten beschwerliche Teilnehmernetzwerk ist für Liefern irgendwelcher bestimmten digitalen Daten, basierend auf einem Dienst, der durch den Benutzer gewünscht ist. Zum Beispiel, wenn sich herausstellt, dass ADSL der beste Anbieter für Telefon- und Videotelefonie-Dienste ist, aber sich herausstellt, dass HFC der beste Anbieter ist für Video-auf-Anforderung- oder Fernstudiumdienste, und dieses die einzigen Dienste sind, die den Benutzer interessieren zu kaufen, kann der Nutzer einfach Erweiterungsmodule kaufen, um an diese beiden Subskriptionsdienste anzukoppeln. Es gibt dort keine Notwendigkeit, in ein Gateway zu investieren, der Hardware und Software bereitstellt für Hochgeschwindigkeits-Internetzugriff wie auch diese für andere Dienste, weil der Benutzer nicht interessiert ist, Hochgeschwindigkeits-Internetzugriff zu kaufen. Der erste Vorteil dehnt sich auch auf die Situation aus, wo der Benutzer später seine Meinung ändert und entscheidet, dass Hochgeschwindigkeits-Internetzugriff nützlich ist, aber bestimmt, dass Satellitenlieferung durch DirectPCTM der beste Weg ist, diesen Dienst zu erhalten. In einem solchen Fall braucht der Benutzer keinen gänzlich neuen Gateway zu kaufen, sondern kann einfach eine zusätzliche modulare Erweiterungskarte zum Ankoppeln an eine Satellitenschüssel kaufen.The preferred modular design has two major advantages. First, it protects the customer's investment in the gateway by providing flexibility to couple the gateway to any subscriber network that turns out to be the most reliable, inexpensive, flexible, or easy-to-use or least cumbersome subscriber network for delivering any particular subscriber network digital data based on a service desired by the user. For example, if it turns out that ADSL is the best provider of telephone and video telephony services, but it turns out that HFC is the best provider for video-on-demand or distance learning services, and this is the only service that supports the Users interested in buying, the user can easily buy expansion modules to connect to these two subscription services. There is no need to invest in a gateway that provides hardware and software for high-speed Internet access as well as other services because the user is not interested in purchasing high-speed Internet access. The first advantage also extends to the situation where the user later changes his mind and decides that high-speed Internet access is useful, but determines that satellite delivery through DirectPC ™ is the best way to obtain this service. In such a case, the user does not need to buy a completely new gateway, but can simply buy an additional modular expansion card for coupling to a satellite dish.
Der zweite Vorteil der modularen Konstruktion des Gateways ist die Eigenschaft, die er hat, das Kundeninvestment zu schützen in dem Gateway durch Entkoppeln der physikalischen Struktur und Software der geteilten Komponenten des Gateways von Änderungen insbesondere der Subskriptionsnetzwerke. Bei der Entwicklung dieser Subskriptionsnetzwerke ist es wahrscheinlich, dass Protokolle physikalische Medien, Paketstrukturen usw. sich ändern, welches von der Natur her unvorhersehbar ist. Weiterhin mag sich über Zeit mit Wettbewerbskräften, die ähnlich sind zu jenen, die auf Fernverbindungsanbieter wirken, des Wettbewerb das Bild ändert, welches Subskriptionsnetzwerk der beste Anbieter von jedem speziellen Dienst ist, für den sich der Teilnehmer interessiert. Wenn ADSL nicht länger der beste Anbieter für Telefondienste ist und das HFC-Netzwerk ein besseres Angebot anbietet, braucht der Kunde kein gänzlich neuen Gateway zu kaufen, sondern kann einfach die ADSL-Schnittstellenkarte entfernen und ersetzen durch eine Kabelmodemkarte, um anzukoppeln an das HFC-Netzwerk, wenn eine Kabelmodemkarte nicht bereits zugegen ist. Ähnlich, wenn ADSL mit trägerloser Amplituden-/Phasenmodulation (CAP) den Weg ebnet zu diskreter Multiton(DMT)-Modulation als der neue Standard, kann der Nutzer einfach das CAP-basierte ADSL-Erweiterungsmodul austauschen mit einem DMT-basierten Modul.Of the second advantage of the modular design of the gateway is the property which he has to protect the customer investment in the gateway by decoupling the physical structure and software of the shared components the gateway of changes in particular the subscription networks. In the development of this Subscription networks are likely to have physical protocols Media, package structures, etc. are changing, which by nature is unpredictable. Furthermore, likes over time with competitive forces that are similar to those acting on long-distance providers of competition the picture changes, which subscription network is the best provider of any particular Service is, for the participant is interested. If ADSL is no longer the best provider for Phone services and the HFC network offers a better deal, the customer does not need completely to buy new gateway, but can simply use the ADSL interface card remove and replace with a cable modem card to dock to the HFC network if a cable modem card is not already present is. Similar, if ADSL with strapless Amplitude / phase modulation (CAP) paves the way for discrete multitone (DMT) modulation As the new standard, the user can simply use the CAP-based ADSL extension module exchange with a DMT-based module.
Die
Struktur einer Ausführungsform
des Gateways
einen programmierten Host-Computer
mit einem Betriebssystem und mit einem oder mehreren Protokollwandlungsprozessen
und einem Schaltsteuerprozess, der einen Paketschalter steuert,
um Pakete zu leiten zwischen einem oder mehreren Teilnehmerdienstnetzwerken
und dem/den lokalen Netzwerk(en), zu dem der Gateway gekoppelt ist;
eine
oder mehr Schnittstellenschaltungen für das/die bestimmten lokalen
Netzwerk(e), zu dem der Paketschalter gekoppelt ist, um die Pakete
herauszutreiben auf das physikalische Medium des/der LAN(s);
entweder
eine einzelne Schnittstellenschaltung, die ankoppeln kann an alle
HFC-, PSTN- und Satellitendigitaldatenliefernetzwerke, die entweder
auf dem Motherboard des Hosts ist oder separat von dem Motherboard
ist und gekoppelt ist an den Host-Systembus, oder eine Mehrzahl
von Erweiterungsschlitzen zum Koppeln individueller Teilnehmernetzwerk-Schnittstellenmodule
an den Host-Systembus wie
gewünscht,
so dass jedes Modul die gemeinsamen Vorrichtungen des Hosts teilen
kann, die benötigt
werden, um das Modul zu unterstützen;
und
worin die gemeinsamen Elemente des Hosts, die geteilt werden
können
durch all die Teilnehmernetzwerk-Schnittstellenschaltungen, geteilt
werden für
all die Teilnehmernetzwerke, zu denen das Gateway gekoppelt ist,
wobei als Beispiel solche geteilte Schaltungen sind: der Host-Mikroprozessor,
Festplatte, RAM, CD-ROM/DVD,
Stromversorgung, Netzwerkschnittstellenschaltungen für die LAN(s),
Anzeige und Tastatur, das Betriebssystem, irgendwelche Management-Software und irgendwelche
Protokollwandlungssoftwareschichten, die all den Netzwerkschnittstellenschaltungen
gemein sind, und ein Paketschaltprozess und ein Crossbar-Schalter
oder Schaltschaltungen.The structure of an embodiment of the gateway
a programmed host computer having an operating system and one or more protocol conversion processes and a switch control process that controls a packet switch to route packets between one or more subscriber service networks and the local network (s) to which the gateway is coupled;
one or more interface circuits for the particular local network (s) to which the packet switch is coupled to extract the packets to the physical medium of the LAN (s);
either a single interface circuit that can interface to all HFC, PSTN, and satellite digital data delivery networks that are either on the motherboard of the host or separate from the motherboard and coupled to the host system bus, or a plurality of expansion slots for coupling to individual subscriber networks Interface modules to the host system bus as desired so that each module can share the common devices of the host needed to support the module; and
wherein the common elements of the host, which can be shared by all the subscriber network interface circuits, are shared by all the subscriber networks to which the gateway is coupled, for example, such shared circuits: the host microprocessor, hard disk, RAM, CD ROM / DVD, power supply, network interface circuits for the LAN (s), display and keyboard, operating system, any management software and any protocol conversion software layers common to all the network interface circuits, and a packet switching process and a crossbar switch or circuits.
Der
Gateway
Ähnlich wird
der Gateway
Ähnlich empfängt das
ADSL-Modem Ethernet-Pakete mit digitalen Daten, die Sprache, Bilder, Video
usw. kodieren, und moduliert diese Daten auf einen Stromaufwärtsträger. ADSL
zerschneidet die Anschlussbandbreite (die Bandbreite der verdrillten Paartelefonleitung
von den Kundenräumlichkeiten
zu der zentralen Dienststelle) in mehrere unabhängige Frequenzkanäle, die
geeignet sind für
irgendeine Kombination von Diensten, einschließlich Sprach-, ISDN-, VOD-Programmierung und
interaktivem Spielen. Stromabwärtsdatenraten
variieren von 1,544 bis 6,144 Mbps mit Stromaufwärtsraten von 16 bis 640 Kbps.
Die Gateway-ADSL-Schnittstellenschaltung wird
ebenfalls einen Sprachteiler aufweisen, wenn reguläre Analogtelefonie
unterstützt
wird zusätzlich zu
den LAN-verbundenen Videofonen
Der
Gateway
Weiter sollte die Satellitenschnittstellenschaltung oder das Satellitenerweiterungsmodul ebenfalls ein Konversionstelefonmodem einschließen zum Vornehmen von Rufaufhauzugriff zu dem Internet über das PSTN für Stromaufwärtsdatenübertragungen über den Server des Internet-Dienstanbieters. Downloads von dem Internet oder einem Videoserver oder einigen anderen digitalen Dienstservern werden heraufgestrahlt zu dem Satelliten und zurückübertragen auf dem Downlink, adressiert an einen spezifischen Benutzer, der den Downlink angefordert hat. Alle anderen Decoder-Boxen, die an die Satellitenschüsseln gekoppelt sind, die die gleiche Übertragung empfangen, weisen die so empfangenen Pakete zurück, da sie nicht an sie adressiert sind.Further The satellite interface circuit or the satellite extension module should also be include a conversion telephone modem for making call appearance access to the internet about the PSTN for Upstream data transfers over the Server of the Internet service provider. Downloads from the Internet or a video server or some other digital service server blasted up to the satellite and retransmitted on the downlink, addressed to a specific user who requested the downlink Has. All other decoder boxes coupled to the satellite dishes are the same transmission receive, reject the packets thus received because they are not addressed to them.
In
der Ausführungsform,
die in
Bezugnehmend
auf
Zuerst
können
digitale Datendienste geliefert werden durch ein Koaxialkabel
Digitale Daten, die Videosignale, Telefondienste, Daten kodieren, die empfangen werden von dem Internet usw., sind moduliert durch das Kopfendmodem auf ein oder mehrere Stromabwärtskanäle für simultane Übertragung auf der HFC-Kabelanlage mit regulärer Analog-Kabel-TV-Programmierung. Die Kabel-TV-Kanäle weisen jeweils ihre eigene Frequenz auf, so dass sie nicht miteinander in Konflikt geraten. Die Stromabwärtsdigitaldienstdaten sind moduliert auf einen Träger, der eine Frequenz aufweist, die nicht in Konflikt steht mit Frequenzen auf der Kabel-TV-Programmierung oder mit Stromaufwärtsdaten, die moduliert sind auf eine unterschiedliche Stromaufwärtsträgerfrequenz. Daten von unterschiedlichen Quellen werden gemultiplext sowohl auf die Stromaufwärts- als auch auf die Stromabwärtskanäle durch irgendein bekanntes Mittel, einschließlich Zeittrennungsmultiplexen, Code-Trennungsmultiplexen, synchrones Code-Teilungsmultiplexen oder Frequenzteilungsmultiplexen.Digital data encoding video signals, telephone services, data received from the Internet, etc. are modulated by the head end modem on one or more downstream channels for simultaneous transmission on the HFC cable system with regular analog cable TV programming. The cable TV channels each have their own frequency, so they do not conflict with each other. The downstream digital service data is modulated onto a carrier having a frequency that does not conflict with frequencies on the cable TV programming or with upstream data modulated at a different upstream carrier frequency. Data from different sources is multiplexed on both the upstream and downstream channels by any known means, including Time Division Multiplexing, Code Separation Multiplexing, Synchronous Code Division Multiplexing or Frequency Division Multiplexing.
Digitale Daten können geliefert werden über das HFC unter Verwendung des asynchronen Transfermodus (ATM) oder ATM über B-ISDN-Typ-Dienste, die angepasst sind für HFC, und den bestimmten Typ von Transmittern, Modulation und Multiplexen, welche verwendet werden. ATM und B-ISDN (Breiband-ISDN) werden unaufhaltsam verbunden, und diese sind eine Mehrzahl von Standards, die festgesetzt wurden durch ITU-T, die existieren, welche hierin durch Referenz inkorporiert sind. Diese Standards sind: I.113; I.121; I.150; I.211; I.311; I.321; I.327; I.361; I.362; I.363; I.413; I.432; I.555; und I.610. ATM-Forum-Implementierungsdokumente von Signifikanz, welche hierin inkorporiert sind durch Referenz, sind: ATM-User-Network-Interface-(UNI)-Spezifikation von PVCs; ATM-Broadband-Intercarrier-Interface-(B-UNI)-Spezifikation und ATM-Date-Exchange-Interface-(DXI)-Spezifikation; Internet-Engineering-Task-Force-Anforderungen für Kommentare (RFC), welche hierin durch Referenz inkorporiert sind, sind: RFC 1483: Definition of Multiprotocol Encapsulation over AAL5; und RFC 1577: Definition of Internet IP over ATM.digital Data can to be delivered via the HFC using asynchronous transfer mode (ATM) or ATM over B-ISDN type services, which are adapted for HFC, and the particular type of transmitters, modulation and multiplexing, which be used. ATM and B-ISDN (Breiband-ISDN) are unstoppable and these are a set of standards that are set were identified by ITU-T, which exist by reference herein are incorporated. These standards are: I.113; I.121; I.150; I.211; I.311; I.321; I.327; I.361; I.362; I.363; I.413; I.432; I.555; and I.610. ATM Forum Implementation Documents of significance, which are incorporated herein by reference, are: ATM User Network Interface (UNI) specification of PVCs; ATM Broadband Intercarrier Interface (B-UNI) Specification and ATM Date Exchange Interface (DXI) specification; Internet engineering task force requirements for comments (RFC), which are incorporated herein by reference, are: RFC 1483: Definition of Multiprotocol Encapsulation over AAL5; and RFC 1577: Definition of Internet IP over ATM.
ATM ist ein Liefermechanismus der Wahl, da sich ihre 48-Oktett-Nutzlasten und 5-Oktett-Köpfe in jeder Zelle sehr gut anbieten für Video, Bild, Telefax, Sprache oder Daten. Weiterhin gibt die festgesetzte Zellgröße Routern und Schaltern die Vorteile von Vorhersehbarkeit verglichen mit einem Rahmen variabler Länge. Diese beiden Überlegungen erreichen erniedrigte Verzögerung, wenn Daten sich durch das Schaltsystem und über die Übertragungsverbindungen in häufigen kleinen Stößen bewegen. Es müssen keine langen Rahmen übertragen werden, die Schalteranschlüsse binden und dadurch Verzögerungen verursachen für Rahmen von anderen Quellen, die die gleichen Anschlüsse verwenden müssen. ATM hat ebenfalls den Vorteil, in der Lage zu sein, die Menge von benötigter Bandbreite anzupassen, um eine Sitzung während der Sitzung zu unterstützen. Jedoch stellen ATM-Netzwerke weder Fehlererkennung noch Korrektur oder Protokollwandlungen bereit. Diese Funktionen werden dem Benutzer überlassen.ATM is a delivery mechanism of choice, given its 48 octet payloads and 5 octet heads in each cell very well offer for video, image, fax, language or data. Furthermore, the fixed cell size gives routers and switches the benefits of predictability compared to one Variable length frame. These two considerations achieve decreased delay, when data passes through the switching system and over the transmission links in frequent moving small bumps. There is no need long frame transfer be, the switch connections bind and thereby cause delays for frame from other sources that need to use the same connectors. ATM has also the advantage of being able to handle the amount of bandwidth required adapt to a session during to support the meeting. however ATM networks neither error detection nor correction or Protocol conversions ready. These functions are left to the user.
Ähnlich können digitale Daten übermittelt werden über HFC unter Verwendung diskreter Multiton-(DMT)-Technologie, typischerweise unter Verwendung in ADSL, jedoch angepasst an HFC und den bestimmten Typ von Transmittern, Modulation, Multiplexen, welche verwendet werden. DMT ist eine neue Technologie, die entwickelt wurde für ADSL, welche geliefert wird über gedrillte Paare, die DSPs benutzen, um mehr als 6 Mbps von Video-, Daten-, Bild- und Sprachsignalen über die derzeit existierende Ein-Paar-Kupferverdrahtung zu pumpen, aber sie könnte ebenfalls verwendet werden, um Daten über HFC-Kabelanlagen zu übertragen. DMT stellt 4 asymmetrische „A"-Kanäle bereit bei 1,5 Mbps, von denen jeder ein VCR-Qualitätssignal bereitstellt und welche zusammengebündelt werden können, so dass zwei A-Kanäle einen „Sport"-Qualitätsvideokanal liefern und alle vier A-Kanäle zusammenarbeitend digital erweiterte Auflösungs-TV-Signale senden können. DMT liefert ebenfalls einen „H-Null"-Kanal bei 384 Kbps, um Northern Telecomm's multirate ISDN Dialable Wideband-Dienst oder äquivalentes zu liefern. Dieser Kanal kann ebenfalls verwendet werden für Heimarbeittelekommunizierer, für Hochbandbreitenzugriff auf Firmen-LAN unter Verwendung von Northern Telecomm's DataSPAN oder anderen Rahmen-Relay-Diensten. DMT liefert ebenfalls einen ISDN-Basisratenkanal, beinhaltend zwei „B"-Kanäle von 64 Kbps und einen „D"-Kanal bei 16 Kbps. Der Basisratenkanal erlaubt Zugriff auf einen weiten Bereich von auftauchenden ISDN-Diensten, ohne die Notwendigkeit eines dedizierten Kupferpaares oder der Unkosten einer dedizierten NT1-Einheit zu Hause. Diese Kanäle erlauben ebenfalls Erweiterung von Northern Telecom's VISIT-Persönlichen-Videokonferenzdiensten auf zu Hause bei fraktalen T-1-Raten (Px64). DMT liefert ebenfalls einen Signalisierungs- und Steuerkanal, der betrieben wird bei 16 Kbps, welches dem Heimbenutzer VCR-Typsteuerung über VOD-Filme und andere Dienste einschließlich schnellem Vorwärts-, Rückwärtssuchen und Pausefunktionen liefert. Schließlich bietet DMT ebenfalls eingebettete Operationen oder Overhead-Kanäle für Administration, initiale Systemwartung, Audits usw. All dieses wird geliefert ohne Unterbrechen des POTS-Dienstes, wenn er über ein Kupferpaar geliefert wird. HFC könnte ebenfalls potentiell POTS liefern, jedoch ohne ein dediziertes Paar zu jedem Heim, solcher Dienst wäre Gegenstand von Überlastung und Verlust von POTS für die gesamte bediente Nachbarschaft durch ein einziges Kabel in dem Fall eines Fehlers des Kabels.Similarly, digital Data is transmitted via HFC using discrete multi-tone (DMT) technology, typically using in ADSL, but adapted to HFC and the particular one Type of transmitters, modulation, multiplexing, which uses become. DMT is a new technology developed for ADSL which is delivered over twisted pairs using DSPs to capture more than 6 Mbps of video, Data, picture and speech signals over the existing ones Pump one-pair copper wiring, but it could also be used to data about HFC cable systems transferred to. DMT provides 4 asymmetric "A" channels at 1.5 Mbps, each providing a VCR quality signal and which bundled together can be leaving two A channels a "sports" quality video channel deliver and all four A channels working together to digitally broadcast advanced resolution TV signals. DMT also supplies a "H-zero" channel at 384 Kbps, around Northern Telecomm's multirate ISDN Dialable Wideband service or equivalent to deliver. This Channel can also be used for home office telecommuters, for high bandwidth access on corporate LAN using Northern Telecomm's DataSPAN or others Frame Relay services. DMT also provides an ISDN basic rate channel, including two "B" channels of 64 Kbps and a "D" channel at 16 Kbps. The basic rate channel allows access to a wide range of emerging ISDN services, without the need for a dedicated Copper pair or the cost of a dedicated NT1 unit Home. These channels also allow expansion of Northern Telecom's VISIT Personal Video Conferencing Services at home at fractal T-1 rates (Px64). DMT also supplies a signaling and control channel operating at 16 Kbps, which gives the home user VCR type control over VOD movies and other services including fast forward, reverse Search and pause functions. Finally, DMT also offers embedded operations or overhead channels for administration, initial System maintenance, audits, etc. All this is delivered without interruption the POTS service when over a copper pair is delivered. HFC could also potentially POTS deliver, but without a dedicated couple to each home, such Service would be Subject of overload and loss of POTS for the entire serviced neighborhood through a single cable in the Case of a fault of the cable.
In
der Ausführungsform,
die in
Empfangen von
Internetprotokollpaketen, die an eine Entität gerichtet sind, die eine
IP-Adresse aufweist auf einem LAN bei einer Kundenräumlichkeit,
und Nachschauen einer Ethernet-Quelle und Zieladressen, die abgebildet
sind auf IP-Adressen,
und Erzeugen eines Ethernet-Kopfes und Anhängen dieses an das IP-Paket;
Hinzufügen von
RFC-1483-Bits und CRC-Bits und hinreichende Pad-Bits, um eine ganze
Zahl zu erreichen eines ATM-Zelllastabschnitts von 48 Bytes, um in
einem AAL5-Formatpaket zu resultieren;
Parsen der resultierenden
AAL5-Pakete in einer Mehrzahl von ATM-Zelllastabschnitten von jeweils 48 Bytes;
Hinzufügen eines
Standard-5-Byte-ATM-Zellkopfs zu jeder ATM-Zelle;
Kodieren
des PTI-Feldes des ATM-Zellkopfs mit einem Bit, welches signalisiert,
welches die letzte Zelle in dem Paket ist;
Ausgeben der ATM-Zellen
an eine Formatierer-Schaltung in dem Kopfendkabelmodem als einen OC3-TDMA-Strom;
Optimieren
von ATM-Zellköpfen,
um die Größe der Köpfe zu reduzieren
herunter auf 2 Bytes, welche die 16 am wenigsten signifikanten Bits
von dem VPI/VCI-Feld
umfassen, und Kodieren der letzten Zelldaten in zwei 9. Bits der
zwei 9-Bit-Abschnitte
des stromabwärtsoptimierten
ATM-Zellkopfs;
Kodieren der 9. Bits von jedem der ersten acht „Bytes" (Byte ist hier benutzt
im Sinne einer 9-Bit-Entität);
Parsen
der optimierten ATM-Stromabwärtszellen
in 9-Bit-Bytes und Senden dieser als einen TDM-Strom an den Kopfendkabelmodem-Stromabwärtstransmitter
für Übertragung
(dieser Transmitter kann irgendein konventioneller Transmitter sein,
aber bevorzugterweise ist es ein SCDMA-Transmitter, der jedes 9-Bit-Byte
aufteilt in drei Tribits und diese verschachtelt in Elemente von
einem Informationsvektor, der den virtuellen Kanälen entspricht, die dem bestimmten
Modem zugeordnet sind, zu dem jedes 9-Bit-Byte gerichtet ist, und
Spreizen des Spektrums des Informationsvektors unter Verwendung
einer oder mehrere Spreizcodes, die zu dem einen oder mehreren zugeordneten
virtuellen Kanälen
zugeordnet sind);
Kopfendkabelmodemtransmitter kodiert die 9-Bit-Bytes
und moduliert diese auf einen Stromabwärtsträger zur Übertragung über virtuelle Kanäle von dem
Kopfende über
HFC zu einem entfernten Einheit-(RU)-Kabelmodem.In the embodiment which is in
Receiving Internet Protocol packets directed to an entity having an IP address on a LAN at a customer premises, and looking up an Ethernet source and destination addresses mapped to IP addresses, and generating and attaching an Ethernet header to the IP packet;
Adding RFC 1483 bits and CRC bits and sufficient pad bits to reach an integer of an ATM cell load portion of 48 bytes to result in an AAL5 format packet;
Parsing the resulting AAL5 packets into a plurality of ATM cell load sections of 48 bytes each;
Adding a standard 5-byte ATM header to each ATM cell;
Encoding the PTI field of the ATM cell header with a bit which signals which is the last cell in the packet;
Outputting the ATM cells to a formatter circuit in the headend cable modem as an OC3 TDMA stream;
Optimize ATM cell headers to reduce head size down to 2 bytes comprising the 16 least significant bits from the VPI / VCI field, and encode the last cell data into two 9th bits of the two 9-bit Sections of the downstream optimized ATM cell header;
Encoding the 9th bits of each of the first 8 "bytes" (byte is used herein in terms of a 9-bit entity);
Parse the optimized ATM downstream cells into 9-bit bytes and send them as a TDM stream to the headend cable modem downstream transmitter for transmission (this transmitter can be any conventional transmitter, but preferably it is a SCDMA transmitter, each 9-bit Byte divides into three tribits and these interleave into elements of an information vector corresponding to the virtual channels associated with the particular modem to which each 9-bit byte is directed, and spreading the spectrum of the information vector using one or more Spreading codes associated with the one or more associated virtual channels);
The headend cable modem transmitter encodes the 9-bit bytes and modulates them onto a downstream carrier for transmission via virtual channels from the headend via HFC to a remote unit (RU) cable modem.
Das optimierte System verwendet ein Zwei-Niveau-Adressierungsschema und eine Abbildung zwischen jedem logischen Kanal und dem zugeordneten RU für diesen Kanal. Der Zwei-Byte-Kopf in der stromabwärtsoptimierten ATM-Zelle identifiziert den einzelnen Logikkanal, auf dem die Daten zu übertragen sind, und dieser einzelne Logikkanal entspricht einem einzelnen der vielen RUs. Die Ethernet-Adresse des bestimmten Prozesses oder Peripheriegerätes bei der RU, zu der die Nutzlastdaten gerichtet sind, sobald sie an der RU ankommen, ist enthalten als mehrere Bytes in den Nutzlastdaten.The optimized system uses a two-level addressing scheme and a mapping between each logical channel and the associated one RU for this channel. The two byte header identified in the downstream optimized ATM cell the single logical channel on which the data is to be transmitted, and this single logic channel corresponds to a single one of the many RUs. The Ethernet address of the specific process or peripheral device the RU to which the payload data is addressed as soon as it reaches the RU is included as several bytes in the payload data.
Bei
dem RU-Kabelmodem (
Die einkommenden
Signale von der Kabelabnahme
eine Formatiererschaltung
findet die ATM-Zellbegrenzungen durch Untersuchen der 9. Bits für den Startcode
und Wiederzusammensetzen der 50-Byte-optimierten Stromabwärts-ATM-Zelle;
der
Formatierer in jeder RU untersucht den 2-Byte-Kopf in jeder ATM-Zelle,
um festzustellen, ob die ATM-Zelle an diese RU gerichtet ist, und
um die Zelle zu verwerfen, wenn sie an eine andere RU gerichtet
ist (RU und Kabelmodem bei der gleichen Kundenräumlichkeit), werden austauschbar
verwendet) und leitet sie weiter zu einer Segmentierungs- und Wiederzusammensetzungsschaltung
(SAR) als einen Utopia-Datenstrom, wenn die Zelle an diese RU gerichtet
ist;
Die SAR stellt die AAL5-Paket-Grenzen wieder her durch
Finden der RFC-1483-Bits
und die letzten Zellcodes und setzt die AAL5-Pakete wieder zusammen und
prüft sie
auf Fehler unter Verwendung der CRC-Bits und speichert die korrigierten
AAL5-Pakete im Speicher für
Beschaffung durch einen Ethernet-Controller und leitet einen Zeiger
auf das Paket an den Ethernet-Controller;
der Ethernet-Controller
beschafft das AAL5-Paket, angezeigt durch jeden Zeiger, und entfernt
die RFC-1483-Bits und sendet die verbleibenden Bits als ein Ethernet-Paket
(nach Entfernen der RFC-1483-Bits ist das Verbleibende ein Ethernet-Kopf gefolgt durch
einen IP-Kopf gefolgt durch einen Nutzlastabschnitt).In the RU cable modem (
The incoming signals from the cable removal
a formatter circuit finds the ATM cell boundaries by examining the 9th bits for the start code and reassembling the 50-byte optimized downstream ATM cell;
the formatter in each RU examines the 2-byte header in each ATM cell to determine if the ATM cell is directed to that RU and to discard the cell if it is directed to another RU (RU and Cable modem at the same customer premises), are used interchangeably) and forwards them to a segmentation and reassembly circuit (SAR) as a Utopia data stream when the cell is directed to that RU;
The SAR restores the AAL5 packet boundaries by finding the RFC 1483 bits and the last cell codes and reassembling the AAL5 packets and checking them for errors using the CRC bits and storing the corrected AAL5 packets in the memory for acquisition by an Ethernet controller and initiating one Pointer to the packet to the ethernet controller;
the Ethernet controller obtains the AAL5 packet indicated by each pointer and removes the RFC 1483 bits and sends the remaining bits as an Ethernet packet (after removing the RFC 1483 bits, the remainder is followed by an Ethernet header by an IP header followed by a payload portion).
In
der Ausführungsform
von
Andere
Beispiel von Hochgeschwindigkeitskabelmodems, die für Kabelmodem
Typischerweise
sind die lokalen Netzwerke
Die
lokalen Netzwerke
Das
Fernsehgerät
Das
IP-Paket, das jede VOD-Anforderung einkapselt, ist adressiert an
den bestimmten Videoserver, der die Daten liefern wird. Standardmaus- oder
Touchpad-Typ-Technologie
in der Infrarottastatur und/oder Fernsteuerung
Wenn
der Benutzer auf eine bestimmte Menüauswahl zeigt auf einem angezeigten
Menü, wird
die Zeigerinformation übertragen
an den Receiver
In
alternativen Ausführungsformen
kann der Benutzer einfach die Zahl einer Kategorie von Video eingeben
von einem angezeigten Menü von
verfügbaren
Kategorien und die Nummer einer Videoauswahl auf dem angezeigten
Menü. Die
Menünummer und
die Programmnummer werden dann gewandelt in ein VOD-Anforderungs-IP-Paket
durch den Receiver
Wenn
das Stromaufwärts-VOD-Anforderungspaket
den Gateway
Die
Routing-Schaltung
Die
Funktion des Gateways ist es, Protokollwandlung, Paketformatwandlung,
Video-, Sprach- und Datendemodulation, Erkennungs- und Demultiplex-Dienste,
konventionelle Zugriffssteuerung bereitzustellen, um zu verhindern,
dass Nicht teilnehmer Dienste empfangen, die sie nicht gezeichnet
haben. Der Gateway
Es
obliegt den Netzwerkschnittstellenkarten der Periphergeräte, die
Ethernet-Pakete
von dem LAN
Angenommen,
dass der Dienst getragen wird durch das Heimnetzwerk, wird bidirektionale
Datenübertragung
benötigt,
und ATM wird stromaufwärts
verwendet, wobei die Stromaufwärtsdatenübertragungsverarbeitung
von dem Periphergerät
zu dem Internet über
das Kabelmodem
Der
Anmeldungsprozess, der Stromaufwärtsdaten senden
muss, gibt ein oder mehrere Ethernet-Pakete auf das LAN
jedes Ethernet-Paket wird
geroutet durch den Gateway
das SAR in dem RU-Kabelmodem fügt Pad-Bits
zu jedem Ethernet-Paket hinzu, berechnet CRC-32-Fehlererkennungsbits
und fügt RFC-1483-Bits
hinzu, so dass das resultierende Paket einen vielfachen, ganzzahligen
Wert von 48 Bytes aufweist;
das SAR parst die Pakete in mehrere 48-Byte-ATM-Zellnutzlastabschnitte
ohne Kopf-Bytes, fügt
Standard-5-Byte-ATM-Zellköpfe
zu jedem Nutzlastabschnitt hinzu unter Verwendung eines virtuellen
Verbindungsidentifizierers, der den virtuellen Stromaufwärtskanal
identifiziert, der dieser RU zugewiesen ist, um das VPI-/VCI-Feld
zu konstruieren, und verwendet letzte Zell-, Normalzell- und Idle-Zellinformation,
um das PTI-Feld zu konstruieren, und kalkuliert ein HEC-Feld und überträgt die resultierenden
ATM-Zellen an einen Formatierer als einen Utopia-Strom;
der
Formatierer fügt
ein 9. Bit zu jedem Byte in der Zelle hinzu und kodiert die 9. Bits
mit einem Startcode, letzten Zell-, Normalzell- und Idle-Zellcoden unter
Verwendung der Information in dem PTI-Feld von jedem ATM-Zellkopf;
der
Formatierer entfernt den 5-Byte-Kopf von jeder ATM-Zelle, während er
die Information speichert, und parst jede Stromaufwärts-ATM-Zelle
in 9-Bit-Bytes und platziert ein 9-Bit-Byte in jeden Zeitschlitz
eines Stromaufwärtsinformationsvektors,
der dem virtuellen Kanal entspricht, welcher diesem RU-Modem zugewiesen
wurde, und überträgt den Informationsvektor
an den Stromaufwärtstransmitter
in dem RU-Kabelmodem
der Stromaufwärtstransmitter
des RU-Modems überträgt die Stromaufwärtsdaten
in dem geeigneten virtuellen Kanal wie durch Spreizen des Spektrums
des 9-Bit-Bytes
unter Verwendung einer oder mehrere Spreizcode, die dem/den virtuellen
Kanal/Kanälen zugeordnet
sind, die der RU zugeordnet sind;
die Spreizspektrumdaten werden
dann übertragen auf
dem Stromaufwärtsträger;
der
Receiver in dem Kopfendkabelmodem empfängt die Stromaufwärtsübertragungen
von jeder RU und demoduliert und demultiplext und erkennt die übertragenen
Daten von jedem 9-Bit-Byte und platziert die wiederhergestellten
9-Bit-Bytes in die
Zeitschlitze auf einem TDMA-Bus, welcher dem Logikkanal entspricht,
in dem die Daten empfangen wurden;
ein Formatierungsprozess
in dem Kopfendmodem demultiplext den TDMA-Strom und setzt die 48-Byte-optimierten
Stromaufwärts-ATM-Zellen
wieder zusammen unter Verwendung der Signalisierungsdaten in den
9. Bits und platziert jede ATM-Zelle in einen Teil eines Zellpuffers,
der dediziert ist zum Speichern von ATM-Zellen von der RU, welche
die Daten erzeugt hat unter Verwendung der Zeitschlitzdaten, um
zu bestimmen, von welcher RU jede ATM-Zelle angekommen ist;
ein
Zellausgabesteuerprozess empfängt
dann jede 48-Byte-ATM-Zelle und erzeugt einen Standard-5-Byte-Kopf
und überträgt die Standard-53-Byte-ATM-Zelle in dem OC3-Formatdatenstrom
an eine Segmentations- und Wiederzusammensetzschaltung in einen
Router in dem Kopfendkabelmodem;
der SAR-Fehler prüft die 53-Byte-ATM-Zelle
unter Verwendung des HEC-Feldes und entfernt die Kopf-Bytes, während er
die VPI-/VCI- und die PTI-Feldinformation
aufbewahrt, und rekonstruiert die AAL5-Sequenz unter Verwendung
der RFC-1483-Bits und der letzten Zelldaten, die kodiert sind in
dem PTI-Feld, um
die Paketgrenzen zu finden, und durch Verbindung der 48-Byte-Nutzlastabschnitte
der ATM-Zellen und prüft
das Paket auf Fehler unter Verwendung von CRC-Bits;
wenn keine
Fehler gefunden werden, werden die RFC-1483-Bits und die CRC-Bits und Pad-Bits
entfernt, um einen Ethernet-Paketkopf, einen IP-Kopf und einen Nutzlastabschnitt
zurückzulassen,
und das Resultat wird gesendet an einen Router zum Routen auf dem
geeigneten Subnetz, um zu dem Ziel zu gelangen, das die IP-Adresse hat irgendwo
auf dem Weitverkehrsnetzwerk.Assuming that the service is being carried by the home network, bidirectional data transmission is needed and ATM is used upstream, with the upstream data transfer processing from the peripheral to the internet via the cable modem
The login process, which must send upstream data, places one or more Ethernet packets on the LAN
Each Ethernet packet is routed through the gateway
the SAR in the RU cable modem adds pad bits to each Ethernet packet, calculates CRC-32 error detection bits, and adds RFC 1483 bits so that the resulting packet has a multiple, integer value of 48 bytes;
the SAR parses the packets into multiple 48 byte ATM cell payload sections without header bytes, adds default 5 byte ATM cell headers to each payload section using a virtual connection identifier identifying the upstream virtual channel assigned to that RU to construct the VPI / VCI field, and uses last cell, normal cell and idle cell information to construct the PTI field, and calculates an HEC field and transmits the resulting ATM cells to a formatter a Utopia stream;
the formatter adds a 9th bit to each byte in the cell and encodes the 9th bits with a start code, last cell, normal cell and idle cell codes using the information in the PTI field of each ATM cell header;
the formatter removes the 5-byte header from each ATM cell while storing the information, and parses each upstream ATM cell into 9-bit bytes and places a 9-bit byte in each time slot of an upstream information vector corresponds to the virtual channel assigned to this RU modem and transmits the information vector to the upstream transmitter in the RU cable modem
the upstream transmitter of the RU modem transmits the upstream data in the appropriate virtual channel such as by spreading the spectrum of the 9-bit byte using one or more spreading codes associated with the virtual channel (s) assigned to the RU;
the spread spectrum data is then transmitted on the upstream carrier;
the receiver in the headend cable modem receives the upstream transmissions from each RU and demodulates and demultiplexes and detects the transmitted data from each 9-bit byte and places it the recovered 9-bit bytes into the time slots on a TDMA bus corresponding to the logical channel in which the data was received;
a formatting process in the headend modem demultiplexes the TDMA stream and reassembles the 48-byte optimized upstream ATM cells using the signaling data in the 9th bits and places each ATM cell in a part of a cell buffer dedicated to Storing ATM cells from the RU that generated the data using the timeslot data to determine from which RU each ATM cell arrived;
a cell output control process then receives each 48-byte ATM cell and generates a standard 5-byte header and transmits the standard 53-byte ATM cell in the OC3 format data stream to a segmentation and reassembly circuit in a router Kopfendkabelmodem;
the SAR error checks the 53-byte ATM cell using the HEC field and removes the header bytes while preserving the VPI / VCI and PTI field information, and reconstructs the AAL5 sequence using the RFC 1483 bits and the last cell data encoded in the PTI field to find the packet boundaries and connecting the 48-byte payload portions of the ATM cells and checking the packet for errors using CRC bits ;
if no errors are found, the RFC 1483 bits and the CRC bits and pad bits are removed to leave an Ethernet packet header, an IP header, and a payload portion, and the result is sent to a router for routing the appropriate subnet to get to the destination that has the IP address somewhere on the wide area network.
Wenn
das Kabelmodem
Typischerweise
wird die IEEE-802.14-kompatible Kabelmodemgattung Arten beinhalten,
die die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Stromabwärtsdaten,
die beinhaltet sind in einem der 6-MHz-TV-Kanäle, die das Spektrum oberhalb
von 550 MHz belegen;
Stromaufwärtskanal, mit einem zugeordneten
Band zwischen 5 und 45 MHz;
64-QAM-Stromabwärtsmodulationslieferung oberhalb
von 30 Mbps-Datenrate;
Stromaufwärtskanal, der QPSK-Modulation
oder eine Kombination von TDMA- und
synchronen Code-Teilungs-Multipler-Zugriff-Multiplextechniken aufweist
und QAM-Modulationslieferung von 2 bis 10 Mbps in jedem Stromaufwärtskanal;
eine
Medienzugriffssteuersoftwareschicht zum Vermitteln von Stromaufwärtszugriff
zwischen mehreren Benutzern, die das gleiche Kabelmedium teilen;
ein
MAC-Protokoll, welches ATM-freundlich ist unter Verwendung des ATM-Zelltransportkonzepts
und möglicherweise
einschließend
Segmentierung von ATM-Zellen in kleine Segmente, um die Systemleistungsfähigkeit
zu verbessern;
Status- und Steuerinformationsrückschleifen
von dem Stromaufwärts
zu dem Stromabwärts,
um entfernte Kabelmodems mit Status- und Steuerinformationen zu
versehen, um eine Hackordnung zu bestimmen;
der Stromaufwärtskanal,
aufgeteilt in Frequenzkanäle,
welche individuellen Nutzern zugeordnet sind, oder Kombination zweier
Multiplex-Verfahren wie z.B. TDMA und synchrones CDMA oder CDMA.Typically, the IEEE 802.14 compliant cable modem class will include types that have the following characteristics:
Downstream data included in one of the 6 MHz TV channels occupying the spectrum above 550 MHz;
Upstream channel, with an associated band between 5 and 45 MHz;
64-QAM downstream modulation delivery above 30 Mbps data rate;
Upstream channel having QPSK modulation or a combination of TDMA and synchronous code division multiple access multiplexing techniques and QAM modulation delivery of 2 to 10 Mbps in each upstream channel;
a media access control software layer for communicating upstream access between multiple users sharing the same cable medium;
a MAC protocol that is ATM-friendly using the ATM cell transport concept and possibly including segmentation of ATM cells into small segments to improve system performance;
Status and control information loopback from the upstream to the downstream to provide remote cable modems with status and control information to determine a pecking order;
the upstream channel, divided into frequency channels assigned to individual users, or a combination of two multiplexing methods, such as TDMA and synchronous CDMA or CDMA.
Kabelmodems innerhalb dieser Gattung schließen Schaltungen und Software ein, um Zeitsynchronisation zu erzielen, wo Rahmenausrichtung für geeignetes Demultiplexen notwendig ist.cable modems close within this genus Circuits and software to achieve time synchronization where frame alignment for appropriate demultiplexing is necessary.
Auch wenn nicht notwendigerweise innerhalb der Gattung, schließen die besseren Modems in der Gattung ebenfalls Zeitsynchronisation gekoppelt mit TDMA und CDMA ein, um Intersymbolinterferenzen zu reduzieren, wie auch Leistungsausrichtung und adaptive Entzerrung, um andere Formen von Interferenz zu minimieren. Diese besseren Kabelmodems werden ebenfalls Verschlüsselung einschließen wie z.B. pseudozufällige Verschachtelung oder DES-Verschlüsselung für Privatheit und ein MAC-Schichtprotokoll, das Fairness in Stromaufwärtsbandbreitenzugriff sicherstellt.Also if not necessarily within the genus, close the better modems in the genus also time synchronization coupled with TDMA and CDMA to reduce intersymbol interference, such as also performance alignment and adaptive equalization to other shapes from interference. These are better cable modems also encryption lock in such as. pseudorandom Nesting or DES encryption for privacy and a MAC layer protocol, the fairness in upstream bandwidth access ensures.
Diese Kabelmodems sind verwendet worden, um auf den Wohnsitz bezogene Online-Teilnehmerdienste zu liefern, die einschließen Internetzugriff E-Mail, Weltnachrichten, Einkaufen, lokale Inhalte einschließlich Stadtregierung, Schulen, Bibliotheken und andere Nachrichten der Gemeinschaft, Multimedia-Dienste, Campus-Netzwerke, Fernstudium und Telemedizin, Internetzugriff zu Schulen, Prodigy, Jones Internet Channel und Heimarbeitsprogramme.These cable modems have been used to provide resident online subscribers services that include Internet access e-mail, world news, shopping, local content including city government, schools, libraries and other community news, multimedia services, campus networks, distance education and telemedicine, internet access to schools, Prodigy, Jones Internet Channel and home work programs.
Details von Gateway-Schnittstellen zu Stromabwärtskabel, Satellit und ADSL.Details of gateway interfaces to downstream cables, Satellite and ADSL.
Bezugnehmend
auf
Die
Ausführungsform
des Gateways
In
der Ausführungsform,
die in
Eine
der Funktionen des Gateways
Empfang und Verteilung von analogen CATV-SignalenReception and Distribution of analog CATV signals
Der
Tuner
Die
RF-Ausgabe des Tuners
Die
digitalen Daten auf der Leitung
Die
komprimierten Videodaten werden eingekapselt in PCI-(oder andere
Typen)Buspakete, die adressiert sind an die IP-Videoschaltung
Der
Routing-Prozess
Wenn
die IP-Pakete den Netzwerkadapter erreichen des TVs, das den CATV-Kanal angeordert hat,
werden sie gewandelt in ein Videosignal, das angezeigt werden kann
durch das TV, durch die Schaltung, die nachstehend beschrieben wird
in Verbindung mit der Diskussion von
Video auf AnforderungVideo on Requirement
Ein Nachteil des Betrachtens von CATV-Übertragungskanälen ist, dass es dort keine Einrichtung gibt, um VCR-ähnliche Steuerungen zu haben wie Pause, Zurückspulen, Abspielen, Zeitlupe oder Stopp über das einkommende Video. Dies ist ein Grund, warum VOD vorteilhafter ist. Wir wenden uns nun zu einer Übersichtsdiskussion von VOD-Lieferung über Kabelmodem. Später wird VOD-Lieferung über ADSL-Modem oder Satellitenschüssel besprochen werden. Die Erörterungen hierin bezüglich Lieferung von VOD beziehen sich ebenfalls auf Lieferung von Videokonferenzdiensten, Heimeinkauf, Fernstudium und andere Multimedia-Dienste, die Video-, Bilder oder andere Multimedia-Daten einschließen. Es gibt dort ebenfalls große Ähnlichkeiten in den Funktionsweisen und der Struktur der Schaltung für Empfangen, Aufzeichnen und Verteilen digitaler VOD über Satelliten, daher werden dort anscheinend einige Wiederholungen von Erörterungen sein, die folgen. Zuerst ein schneller Überblick.One Disadvantage of viewing CATV transmission channels is that there is no facility to have VCR-like controls like pause, rewind, Play, slow motion or stop over the incoming video. This is one reason why VOD is more advantageous is. Let's turn to an overview discussion of VOD delivery via cable modem. Later will VOD delivery via ADSL modem or satellite dish be discussed. The discussions herein regarding delivery VOD also refer to delivery of videoconferencing services, Home shopping, distance learning and other multimedia services, the video, Include images or other multimedia data. There are also there great similarities in the functioning and structure of the circuit for receiving, Record and distribute digital VOD via satellite, therefore There will apparently be a few repetitions of discussions that follow. First a quick overview.
Das VOD-Stromabwärtsfrequenzband weist eine Mehrzahl von Videokanälen auf, jeder bei einer unterschiedlichen Trägerfrequenz. Jeder Videokanal trägt mehrere TDMA-Kanäle von MPEG-II-komprimiertem Video mit ihrem zugehörigen Audio und manchmal mit einem oder mehreren zusätzlichen TDMA-Unterkanälen, die zugeordneten Daten gewidmet sind.The VOD downstream frequency band has a plurality of video channels on, each at a different carrier frequency. Each video channel carries several TDMA channels MPEG-II compressed video with its associated audio and sometimes with one or more additional TDMA subchannels, the dedicated data.
Der
Tuner
An dem Kopfstationsmodem werden die IP-Telefonpakete wieder hergestellt und geroutet an die IP-Adresse, wo die Operator warten. Es sei angenommen, dass drei Anrufer anrufen, um den gezeigten und beschriebenen Gegenstand zu kaufen. Die Sprache der drei unterschiedlichen Operator, die diese Anrufe handhaben, wird digitalisiert in IP-Pakete, die adressiert sind an das digitale Telefon, das ver wendet wird durch den Anrufer, mit dem sie sprechen. Diese IP-Pakete, die adressiert sind an die Telefone der drei unterschiedlichen Anrufer, sind QAM-moduliert durch den Kopfstationsmodemmodulator, welcher das VOD-Programm überträgt und stromabwärts sendet als zugeordnete Daten auf drei unterschiedlichen TDMA-Unterkanälen, die zugeordnet sind zu den Video- und Audiounterkanälen der Heimeinkaufspräsentation.At the headend modem restores the IP phone packets and routed to the IP address where the operators are waiting. It is assumed that three callers call to the item shown and described to buy. The language of the three different operators, the These calls are digitized into IP packets that are addressed are to the digital phone that is being used by the caller, they talk to. These IP packets that are addressed to the Phones of the three different callers are QAM-modulated by the Headend modem modulator that transmits the VOD program and transmits downstream as allocated data on three different TDMA subchannels, the associated with the video and audio sub-channels of the home shopping presentation.
Der
Host-Mikroprozessor
Dann
werden die Video-, Audio- und zugeordnete Werte für jeden
Video-, Audio- und
Daten-QAM-modulierten Konstellationspunkt zurückgewonnen durch den QAM-Demodulator
Die
wiedergewonnenen Datenwerte werden dann aufgeteilt durch den Transport-Demultiplexer
Eine
konventionelle bedingte Zugriffsschaltung
Die
bedingte Zugriffsschaltung weist eine konventionelle PCI- oder andere
Busschnittstellenschaltung auf. Typischerweise ist der Gateway implementiert
als eine oder mehrere Platinen auf einem Personal Computer wie einer
Pentium-Klasse oder PowerPC
Macintosh, welcher einen Systembus aufweist. Jeder Systembus, der
schnell genug ist, um im schlimmsten Fall die Systemlastbitrate
zu tragen, mag ausreichen. Der schlimmste Fall von Systemlast basiert
auf der Anzahl von Typen von Periphergeräten in dem Haus. Typischerweise
kann ein komprimierter Digitalvideokanal geliefert werden mit guter Bildqualität bei 2
Mbps, so dass, wenn ein Haushalt 4 TVs hat, die alle geschaltet
sind auf unterschiedliche VOD-Kanäle, und eine Videokonferenz
stattfindet, 10 Mbps adäquat
sein sollten. PCI-Busse weisen maximale Bitraten weit über 10 Mbps
auf, so dass ein PCI-Bus für
Systembus
Die
IP-Videoschaltung empfängt
die PCI-Buspakete und kapselt die Video- und Audiodaten in IP-Pakete
ein, die adressiert sind an den Netzwerkadapter
Der
Routing-Prozess
Nun werden wir uns einer detaillierteren Besprechung des Prozesses zuwenden, der ausgeführt wird durch das System, um VOD über entweder Satellit, HFC oder ADSL zu empfangen.Now will we turn to a more detailed discussion of the process, which is executed through the system to VOD about to receive either satellite, HFC or ADSL.
Der
Netzwerkadapter kapselt das IP-Paket ein, das die Videoauswahl anfordert,
in ein Ethernet-Paket (Schritt
In der bevorzugten Ausführungsform weist das Kopfstationsmodem (oder andere Kopfstationsschaltung wie z.B. das Uplink-Übertragungszentrum in dem Fall von Satelliten oder der ADSL-Zentrale – hierin nachstehend werden diese anderen Kopfstationsschaltungen zur Kürze bezeichnet werden als Kopfstationsmodems) eine Mehrzahl von VOD-Modulatoren/-Transmittern auf (hierin nachstehend Modulatoren genannt), von denen jeder gekoppelt ist an den VOD-Server und von denen jeder eine Mehrzahl von Strömen von MPEG-II-komprimierten Videodaten empfängt. Jeder Modulator ist strukturiert, um einen VOD-Kanal stromabwärts zu übertragen mit einer Mehrzahl von MPEG-II-komprimierten Video-/Audio- /verbundenen Datenströmen, die darin gemultiplext sind durch TDMA, CDMA oder synchrone CDMA.In the preferred embodiment indicates the headend modem (or other headend circuit such as e.g. the uplink transmission center in the case of satellites or the ADSL center - hereinafter these other headend circuits will be referred to as headend modems for brevity) a plurality of VOD modulators / transmitters (hereinafter Called modulators), each of which is coupled to the VOD server and each of which contains a plurality of streams of MPEG-II compressed Receives video data. Each modulator is structured to transmit a downstream VOD channel with a plurality of MPEG-II compressed video / audio / linked data streams, the therein are multiplexed by TDMA, CDMA or synchronous CDMA.
Um die bevorzugte Form von Lastausgleich zu implementieren, beobachtet das Kopfstationsmodem, welche Subkanäle von jedem Stromabwärts-VOD-Kanal verwendet werden. Es überträgt dann Management- und Steuernachrichten an alle Gateways über den HFC, Satelliten-Downlink oder ADSL-Leitungen von Teilnehmern, anzeigend, welche VOD-Kanäle und -Subkanäle verfügbar sind und welche Stromaufwärtskanäle die Gateways benutzen sollen zum Senden von Nachrichten, welche anzeigen, dass ein Gateway „gelagert" hat auf einem bestimmten Kanal oder Subkanal.Around to implement the preferred form of load balancing observed the headend modem, which subchannels from each downstream VOD channel be used. It then transmits Management and control messages to all gateways via the HFC, subscribers' satellite downlink or ADSL lines, indicating which VOD channels and subchannels available and which upstream channels are the gateways should use to send messages indicating that a gateway has "stored" on a particular Channel or subchannel.
Die
Bedeutung des Begriffs „gelagert" oder „lagern" ist wie folgt. Die
Gateways empfangen diese Übertragungslastausgleichsnachrichten,
und die Host-CPU von jedem Gateway mit einer anhängigen VOD-Anforderung befehligt
ihre VOD-Tuner (wie
z.B. Tuner
Die
Kanal- und Unterkanallagerinformation ist beinhaltet in dem Gateway
in dem IP-Paket, das die Stromaufwärts-Videoanforderung trägt, oder
ist enthalten innerhalb eines separaten IP-Pakets, das erzeugt wird
durch den Gateway, das sich auf das IP-Paket bezieht, welches die
VOD-Anforderung trägt,
ebenfalls wie symbolisiert durch Schritt
Fortfahrend
mit der Diskussion von
Schritt
In
dem Fall eines IP-Anforderungspakets, das adressiert ist an einen
Videoserver, der an das HFC
In
dem Fall eines IP-Anforderungspakets, das adressiert ist an einen
Videoserver, der gekoppelt ist an eine Satelliten-Uplink-Kopfstationsschaltung,
ist der Stromaufwärtskanal über das
PSTN, so dass Schritt
Wenn das IP-Paket, das adressiert ist an einen Videoserver, der VOD liefert über das Satellitennetzwerk, geroutet wird zu dem DOCSIS-Modem, wird das IP-Paket übertragen über das HFC zu dem Kopfstations-DOCFSIS-Modem. Dort wird das Paket wiederhergestellt und neu zusammengesetzt (falls notwendig) und gesendet zu dem Router zur Lieferung über das Internet oder anderes WAN zu dem Videoserver, an den das Paket adressiert ist. Alternativ kann das Kopfstations-DOCSIS-Modem einen Verbindungsaufbau machen über das PSTN zu dem Videoserver oder IP-Telefonie benutzen zum Liefern des Pakets zu dem Videoserver über das Internet über IP-Telefonieschaltung, die gekoppelt ist an das Internet bei dem Videoserver.If the IP packet addressed to a video server that delivers VOD over the Satellite network routed to the DOCSIS modem, that will IP packet transmitted via the HFC to the headend DOCFSIS modem. There the package is restored and reassembled (if necessary) and sent to the router for delivery over the Internet or other WAN to the video server to which the package is addressed. Alternatively, the head-end DOCSIS modem can establish a connection make over Use the PSTN to the video server or IP telephony to deliver the Packets to the video server via the internet over IP telephony circuit that is linked to the Internet at the Video Server.
Wenn
das IP-VOD-Anforderungspaket adressiert ist an einen Videoserver,
der über
ADSL liefert, repräsentiert
Schritt
Der
Schritt
Nachdem
das IP-Paket den Videoserver erreicht hat, liest er das IP-Paket
und öffnet
die Datei, wobei er die Daten des angeforderten Films oder andere
Videopro duktion speichert (Schritt
Zuerst
in dem Fall von HFC-Lieferung repräsentiert der Schritt
Die Videodaten werden in irgendeiner bekannten Weise komprimiert und verschlüsselt vor der Übertragung. Die bevorzugte Weise der Implementierung von bedingtem Zugriff ist es, die Sperrfunktionen an dem Videoserverende der Verbindung vorzunehmen, um zu vermeiden, Stromabwärtsbandbreite zu verschwenden durch Anforderungen von nicht-autorisierten Nutzern.The Video data is compressed and in some known manner encoded before the transfer. The preferred way of implementing conditional access is to perform the lock functions on the video end of the connection, to avoid downstream bandwidth too waste by requests from unauthorized users.
In
dem HFC-Lieferfall werden die komprimierten Video- und Audiodaten
(und möglicherweise zugeordnete
Daten wie z.B. IP-Telefoniepakete) übertragen durch die Kopfstation
auf dem Kanal und Unterkanälen,
die identifiziert sind in den Lagerdaten, welche gegeben werden
in der Ursprungsanforderungsnachricht, und kommen bei. dem Gateway
Nach
Erreichen des Gateways auf der HFC-Verbindung
Die
RF-Träger-tragenden
VOD-Daten sind QAM-moduliert, so dass der Tuner ein komplexes, analoges
Basisbandsignal auf Leitung
Die
A/D-Matrix ist zusammengesetzt aus entweder zwei oder drei A/D-Wandlern,
in Abhängigkeit
davon, ob das DOCSIS-Modem
Die
Abtastungen der Basisband-analog-I- und Q-Signale auf Leitungen
Die
digitalisierten, komprimierten VOD-Daten sind typischerweise QAM-64-moduliert. Dies bedeutet,
dass die Video- und Audiodaten übertragen werden
in der Form von Konstellationspunkten, von denen jeder Punkt übertragen
wird während
einer unterschiedlichen Zeit auf dem Quadraturträger mit Video-, Audio- und
zugeordneten Konstellationspunkten, die übertragen werden während unterschiedlicher
Zeitschlitze auf dem gleichen Kanal. Jeder Video-, Audio- oder zugeordnete
Datenpunkt nimmt die Form einer komplexen Zahl an, die einen Phasen- und
einen Amplitudenwert hat. Der QAM-Demodulator
Der
Transportdemultiplexer
Die
wieder gewonnenen Video-, Audio- und zugeordneten Daten werden ausgegeben
in komprimierter Form auf Busse
Die
IP-Videoschaltung überwacht
den Bus
In
der bevorzugten Ausführungsform
werden die IP-Quell und Zieladressen in den IP-Paketdaten innerhalb
der PCI-Buspakete verwendet, um einen IP-Paketkopf zusammenzusetzen nach Neuzusammensetzen
des IP-Pakets. Die resultierenden IP-Pakete werden übertragen über die
Leitung
Der
Routing-Prozess
Was mit den VOD-Daten geschieht, wenn sie zu dem Netzwerkadapter gelangen, wird besprochen werden nach Diskussion der ADSL- und Satellitenlieferfälle.What with the VOD data happens when they get to the network adapter, will be discussed after discussion of ADSL and satellite delivery cases.
DSL-NetzwerklieferungDSL Network Delivery
In
dem Fall von ADSL-Lieferung (oder Lieferung durch irgendeinen digitalen
Teilnehmerleitungsdienst mit adäquater
Bandbreite) werden die IP-Pakete übertragen von dem Videoserver
an die ADSL-Zentrale innerhalb näherungsweise
3 Meilen von dem Teilnehmer durch eine T1- oder DS1-Leitung, typischerweise
kann ebenfalls eine ADSL-Stromabwärtsverbindung verwendet werden, wenn
die mögliche
maximale Last von VOD-Daten, die zu diesem bestimmten CO gesendet
werden, gering genug ist (Schritt
Von
der ADSL-Zentrale werden die Videodaten-IP-Pakete FDMA-gemultiplext
auf den ADSL-Stromabwärtsträger und übertragen
an den Gateway des anfordernden Teilnehmers über die geeignete Teilnehmeranschlussleitung.
Bei dem Gateway kommen die IP-Pakete auf der PSTN-Teilnehmeranschlussleitung
Das
ADSL-Modem
In
Ausführungsformen,
in denen nur ein einziges LAN verwendet wird bei den Kundenräumlichkeiten,
kann ein ADSL-Modem
SatellitennetzwerklieferungSatellite Network Delivery
In
dem Fall von Satellitenlieferung der Videodaten-IP-Pakete liefert
der Videoserver für
die Satellitennetzwerklieferung die VOD-Daten-IP-Pakete an die Satelliten-Uplink-Einrichtung
durch irgendein geeignetes Mittel wie z.B. eine T1- oder DS1-gepachtete
Leitung oder Direktverbindung zu dem Uplink-Transmitter, wenn der
Videoserver lokalisiert ist bei der Uplink-Einrichtung (Schritt
Die
Uplink-Einrichtung moduliert die IP-Paketdaten auf den DirecPC-Uplink-Träger oder
einen anderen Träger,
der sich VOD-Anwendungen widmet, und überträgt sie an einen geosynchronen
Satelliten (Schritt
Ein
Transponder auf dem Satelliten stellt die IP-Pakete dann wieder
her, und QPSK moduliert sie (oder unter Verwendung eines anderen
geeigneten Modulationsschemas) auf einen DirecPC- oder VOD-Downlink-Träger und überträgt sie an alle Schüsseln in
seinem Ausleuchtungsbereich auf der Erdoberfläche (Schritt
Der
Tuner
Analog-zu-digital-Wandlung
kann irgendwo vorgenommen werden hinter dem Tuner
Das
Satelitten-VOD-Liefersystem ist sehr ähnlich zu dem HFC-System, in
dem Videoprogramme geliefert werden auf Kanälen, wobei jeder eine unterschiedliche
Downlink-Frequenz aufweist und jeder eine Mehrzahl von TDMA- oder
CDMA-Subkanälen aufweist.
Es ist die Funktion des Transportdemultiplexers
Die
wiederhergestellten Video-, Audio- und jeweilige zugehörige Daten
werden ausgegeben auf eine bedingte Zugriffsschaltung
Die
bedingte Zugriffsschaltung weist eine Host-Busschnittstellenschaltung
auf (nicht getrennt gezeigt), welche fungiert, um die Daten von
den VOD-IP-Paketen zu nehmen (üblicherweise
werden die IP-Pakete, die VOD-Daten tragen, aufgebrochen für Übertragung über den
Kanal) und die Daten in Buspakete einzukapseln, des Typs, der verwendet wird
auf dem Host-Bus
Die
IP-Videoschaltung funktioniert wie zuvor beschrieben. Im Wesentlichen
nimmt sie ein Paket, das an sie adressiert ist, von dem Host-Bus
Die
Routing-Schaltung
Bemerke,
dass, wenn es dort zugeordnete Daten gibt mit dem VOD-Programm,
welche zu dem Personal Computer
Die Netzwerkadapterstruktur und der Subprozess für Video-auf-Anforderung-VerarbeitungThe network adapter structure and the sub-process for video-on-demand processing
Unabhängig davon,
welches Netzwerk verwendet wurde zur Übertragung des VOD-Programms,
sind die Daten, die das Programme kodieren, nun eingekapselt worden
in Ethernet-Pakete und gelegt worden auf das LAN. Ein Blockdiagramm
eines typischen Netzwerkadapters
Jeder
Netzwerkadapter weist eine Netzwerkschnittstellenkarte
Alle
Ethernet-Pakete werden empfangen durch NIC
Die
IP-Pakete von der NIC
Der
MPEG-Decoder
Der
Audiobitstrom ist erweitert für
Stereo und gefiltert und dann gewandelt in ein Analogsignal in irgendeinem
konventionellen Audioprozessor
Der
Datenausgang auf der Leitung
Das
digitalisierte YUV-Formatvideosignal auf der Leitung
BreitbandinternetzugriffBroadband Internet access
Internetwählverbindungen sind sehr langsam über Modems. Es ist sehr viel nützlicher, im Internet zu surfen mit einer sehr viel größeren Bandbreite, zumindest stromabwärts. Internetwählverbindungen are very slow over Modems. It is much more useful surfing the internet with a much wider bandwidth, at least downstream.
Bezugnehmend
auf die
Wenn
das auszuführende
Programm auf einem Server auf dem Internet angesiedelt ist, wird
der Schritt des Doppelklickens des Symbols des zu startenden Programms
gewandelt durch TCP-/IP-Protokoll-Software-Schichten in dem Netzwerkcomputer (typischerweise
gespeichert in nicht-flüchtigem
Speicher EEPROM oder ROM) in ein IP-Paket, das an den Server adressiert
ist, der das Anwendungsprogramm speichert, das auszuführen ist.
Das IP-Paket wird dann eingekapselt in ein Ethernet-Paket durch die
NIC des NC, das an den Gateway
Der
Internetserver sendet dann das auszuführende Programm zu dem Netzwerkcomputer durch
Einkapseln der Daten des Programms in IP-Pakete, die adressiert
sind an den NC, der sie angefordert hat. Diese IP-Pakete kommen
bei dem Gateway an und werden wiederhergestellt durch das DOCSIS-Modem,
ADSL-Modem oder Satellitenempfangsschaltung, welche nachstehend
zu beschreiben ist, und werden gesendet zu dem Routing-Prozess
Der
Nutzer gibt dann die URL der Webseite an, die er besuchen möchte (Schritt
Die
NIC des Gateways (nicht separat gezeigt in
Wenn
der Stromaufwärtstransmitter
das DOCSIS-Modem
Wenn
der Stromaufwärtstransmitter
das ADSL-Modem
Wenn
das Stromabwärtsmedium
der Satelliten-Downlink sein wird, ist der Stromaufwärtstransmitter
das konventionelle Modem
Der
Router sendet das IP-Paket an den Webserver bei der URL (Schritt
Die
IP-Pakete kommen bei dem Router an und werden gesendet zu dem geeigneten
Stromabwärtstransmitter.
Der Schritt
Wenn
das Stromabwärtsmedium
der Satelliten-Downlink ist, sendet der Router die IP-Pakete zu dem
Uplink-Transmitter, welcher diese zu dem Satelliten überträgt. Ein
Transponder auf dem Satelliten empfängt die Pakete und überträgt sie zurück auf dem
Downlink-Kanal (Schritt
Wenn
das Stromabwärtsmedium
eine DSL-Teilnehmeranschlussleitung ist, sendet der Router bei dem
CO die IP-Pakete an das ADSL-Modem bei dem CO, welcher diese moduliert
auf den Stromabwärtsträger (Schritt
Der
Schritt
In
dem Fall von HFC-Stromabwärtslieferung filtert
der Tuner
In
dem Fall von Satellitenstromabwärtslieferung
wird der Tuner
Der
Ausgang von dem Receiver
Wenn
das Stromabwärtsmedium
eine ADSL-Teilnehmeranschlussleitung ist, stellt ein konventionelles
ADSL-Modem
Die
NIC des PCs oder NCs, der die Daten angefordert hat, empfängt die
Ethernet-Pakete, nimmt
Fehlerkorrektur vor und entfernt die Ethernet-Köpfe. Die resultierenden IP-Pakete
werden geleitet heraus zu den TCP-/IP-Protokollschichten, wo die
IP-Paketköpfe
entfernt werden, und das TCP-Protokoll stellt sicher, dass alle
Pakete empfangen wurden. Die Nutzlastdaten werden dann gesendet
an die Anwendung, die sie angefordert hat, zur Anzeige (Schritte
Empfang und Verteilung von analoger Videoübertragung über Satellit oder terrestrische AntenneReception and Distribution of analogue video transmission via satellite or terrestrial antenna
Einer
der Vorteile des Gateways
Der
Tuner
Der
RF-(oder IF-)Ausgang des Tuners
Die
digitalen Daten auf der Leitung
Die
komprimierten Videodaten werden eingekapselt in PCI-(oder anderer
Typ)-Buspakete,
die adressiert sind an die IP-Videoschaltung
Der
Routing-Prozess
Wenn
die IP-Pakete den Netzwerkadapter des TV erreichen, der den CATV-Kanal
angefordert hat, werden sie gewandelt in ein Videosignal, das angezeigt
werden kann durch das TV durch die oben in Verbindung mit der Diskussion
von
Terrestrischer ÜbertragungsempfangTerrestrial broadcast reception
Empfang
und Verteilung von Standard-TV-Übertragungen,
die empfangen werden über
eine Antenne, die gekoppelt ist an den Gateway
Der
A/D-Wandler
Der
Ausgang
Die
IP-Videoschaltung entfernt Buspaketköpfe (und kann Fehlererkennung
und -korrektur durchführen)
und kapselt die komprimierten Videodaten von den PCI-Buspaketen in IP-Pakete
ein, die an den Netzwerkadapter des TV-Geräts adressiert sind, wo der
angeforderte Kanal zu betrachten ist. Die IP-Pakete werden dann
an den Router
LAN-alternative AusführungsformenLAN alternative embodiments
Video ist synchron oder stromorientiert. Andererseits ist traditioneller LAN-Verkehr burst-artiger. LANs sind nicht entwickelt worden, um Stromverkehr zu unterstützen, und daher ist es möglich, dass ein 10 Mbps-10BaseT-Ethernet-LAN zeitweise nicht ausreichend Bandbreite aufweist, um die Last zu unterstützen, besonders wenn es dort mehrere TVs gibt, von denen jedes einen unterschiedlichen Kanal anfordert, zusammen mit anderem simultanem Verkehr, wobei die 10 Mbps-Bandbreite geteilt wird. Video ist hoch-bandbreitenintensiv, so haben selbst 100 Mbps-LANs Probleme beim Unterstützen von Hochqualitätsvideo vermischt mit traditionellerem LAN-Datenverkehr.Video is synchronous or stream-oriented. On the other hand, it is more traditional LAN traffic burst-like. LANs have not been developed to support power traffic, and therefore it is possible that a 10 Mbps 10BaseT Ethernet LAN is temporarily insufficient Has bandwidth to support the load, especially if there There are several TVs, each with a different channel request, together with other simultaneous traffic, whereby the 10 Mbps bandwidth is shared. Video is high-bandwidth intensive, even 100 Mbps LANs have problems in supporting High Quality Video mixed with more traditional LAN traffic.
Dementsprechend
ist es im Bereich der Gattung der Erfindung, höher kapazitive LANs für LANs
Empfang und Verteilung von DirecTV-digital-VideoübertragungReception and Distribution of DirecTV digital video transmission
Der
Gateway wird einen Busschacht einschließen für ein Modul, das regulär planmäßiges DirecTV
und andere Formatdigitalvideoübertragungen auf
Downlinks von einem Satelliten empfangen kann. Ein Tuner
Es
ist die Funktion des QAM-Demodulators
Nachdem
die Symbole des komprimierten Videoprogramms wiederhergestellt sind,
empfängt ein
konventioneller Transportdemultiplexer
Die
Ausgangsdaten des Transcoders werden geliefert an eine konventionelle
bedingte Zugriffsschaltung
Ein
konventioneller DirecTV-Receiver, der modifiziert ist zum Empfangen
digitaler Steuerdaten, die ihm mitteilen, welchen Kanal und Subkanal
zu tunen, kann ersatzweise verwendet werden für den Tuner
Bezahlfernsehen-Ziehtechnologie-Gateway-KompatibilitätPay-TV-drawing technology gateway compatibility
Der
Gateway
IP-TelefonieIP telephony
Da
es dort ein LAN gibt, das durch die Kundenräumlichkeiten verläuft, ist
es nützlich,
das LAN zu benutzen, um Video- und Audio- und FAX-Telefoniedaten
an die Videofone, Telefone, FAX-Geräte und FAX-Modems im Bereich
der Räumlichkeiten
zu verteilen. Da all diese physikalischen Telefoniegeräte ebenfalls
an einen Computer gekoppelt sind, ist es nützlich ein IP- und/oder PBX-Telefoniemodul
Typischerweise
wird die Schaltung
In
einigen Ausführungsformen
kann die PBX-Funktionalität
alleine ausreichend sein. Jedoch ist die Verwendung des Internets
für Telefonie
ein wachsender Markt und Web-Seiten, wie z.B. www.net2phone.com
existieren bereits, um das Stattfinden von Ferntelefonkonversation über das
Internet stattfinden zu lassen, unabhängig von Entfernung für 10 Cent
pro Minute. Um Nutzern zu ermöglichen,
aus diesen Diensten Vorteil zu ziehen, werden PCs auf LANs
Dann
wird, anstelle von Senden der Daten von Ethernet-Paketen, die Telefoniedaten
tragen, von PCs, Telefonen und FAX-Geräten auf dem LAN zum Einkapseln
in IP-Pakete durch das IP- und PBX-Telefoniemodul
Modulare Konstruktion des GatewaysModular construction of the gateway
Bezugnehmend
auf
Die
Softwareverarbeitungen in dem Host oder Server laufen in Verbindung
mit dem Betriebssystem
Ein
Management- und Steuerprozess
Der
Routing-Prozess
Die
IP-Telefonie und andere eingebettete Telefonie- und PBX-Verarbeitungen,
die durch den Block
Ähnlich kann
ein Datenbankprogramm oder Wortverarbeitungsprogramm, das auf einem
Computer oder einem NC auf dem LAN ausgeführt wird, telefonieaktiv gemacht
werden. Zum Beispiel kann eine Rolodex-Datei, die durch ein Wortverarbeitungsprogramm
erstellt wurde, Telefonnummern beinhalten, und der Nutzer kann eine
Person nach Namen nachschauen und dann doppelklicken auf die Telefonnummer.
Dieses Doppelklicken wird gewandelt werden durch die telefonieeingebettete
Anwendung in ein Ethernet-Paket, welches anfordert, dass die Telefonnummer
gewählt
wird. Dieses Ethernet-Paket wird gesendet an NIC
Die TAPI-Schnittstelle repräsentiert eine Sammlung von vordefinierten Windows-Funktionsrufen, von denen jeder ein Bibliotheksprogramm von einer telefonie-dynamisch-verknüpften Bibliothek von Programmen aufruft. Die TAPI-Funktionsrufe stellen eine standardtelefonie-programmatische Schnittstelle bereit für Anwendungen, die Telefonfunktionen ausführen wollen. Das Basislevel von Funktionen erlaubt Anwendungsprogrammen, basiseingehende und -ausgehende Sprach- und Datenrufe durchzuführen durch Bereitstellung von Programmen, die aufgerufen werden können durch Initialisieren und Öffnen und Schließen von TAPI-Leitungen, Lesen und Schreiben unterschiedlicher Parameter, die ein Leitungsgerät steuern, die Details des Platzierens von ausgehenden Sprach- oder Datenrufen oder -antworten auf eingehende Sprach- oder Datenrufe handhaben, Erkennen, Übersetzen und/oder Bilden von Telefon-„Adressen" oder Ruffolgen, Manipulieren von Rufhandhabungen usw. Andere Programme in der TAPI-Bibliothek stellen fortgeschrittenere Funktionen bereit, so wie Ziffer- oder Tonerzeugung und -erkennung, Rufannahme und -zurückweisung, Umleiten, Rufweiterleitung, Parken, Halten, Konferenz usw., wenn die Diese fortgeschrittenen Merkmale werden ergänzende Telefoniedienste genannt und erlauben mehreren Telefonhandgeräten oder anderen Leitungsgeräten, sich nur eine einzige CO-Fernleitung zu teilen oder mehrere CO-Fernleitungen zu teilen in einer PBX-Typ-Anordnung. Die Fernleitungen können analog sein, T1, IDSN oder DSL. Da TAPI ebenfalls das logische Konstrukt von Telefongeräten unterstützt, können die NCs und PCs draußen auf dem Netzwerk mit TAPI-Bibliotheken tatsächlich mehr leitungsvirtuelle Telefone implementiert haben in entsprechend ausführendem Code, so dass jeder Raum mit einem PC darin ebenfalls ein Mehrleitungstelefon aufweisen kann, das fähig ist für Lauthörtelefon, Konferenz, Halten, Parken, Telefonweiterleiten und andere fortgeschrittene Möglichkeiten, die für Standardheimtelefone nicht normal sind.The TAPI interface represented a collection of predefined Windows function calls, each one of them Library program from a telephony-dynamically linked library of programs calls. The TAPI function calls provide a standard telephony programmatic interface for applications, to perform the phone functions want. The basic level of functions allows application programs, perform base-incoming and outgoing voice and data calls Provide programs that can be called by Initialize and open and closing TAPI lines, reading and writing different parameters, the one line device control the details of placing outgoing voice or Handle data calls or responses to incoming voice or data calls, Recognize, translate and / or forming telephone "addresses" or call sequences, manipulating Call handling etc. Put other programs in the TAPI library more advanced features, such as digit or tone generation and recognition, call acceptance and rejection, rerouting, call forwarding, Parking, holding, conference, etc., when the latter advanced Features become complementary Called telephony services and allow several telephone handsets or other line devices, only a single CO pipeline to divide or divide multiple CO pipelines in a PBX-type arrangement. The transmission lines can be analogous, T1, IDSN or DSL. Because TAPI is also the logical construct from telephone devices support can the NCs and PCs out there the network with TAPI libraries actually more line-virtual Phones have implemented in accordance with executing Code, so every room with a PC in it is also a multi-line phone can, that is capable is for speakerphone, Conference, holding, parking, telephone forwarding and other advanced Options, those for standard home phones are not normal.
TAPI-Dienste
konzentrieren sich auf „Leitungsgeräte" als ein Mittel zum
Transportieren von Information von einem Platz zu einem anderen.
Ein Leitungsgerät
kann ein Standardtelefonhandgerät,
eine Faxkarte, ein Datenmodem, eine Telefoniekarte oder irgendein
physikalisches Gerät
sein, das an eine Telefonleitung gekoppelt ist. In dem System, das
in
Kommunikationen zwischen den Anwendungsprogrammen und der TAPI-Bibliothek werden durch die Windows-Nachrichtenfunktion durchgeführt unter Verwendung vordefinierter TAPI-Datenstrukturen. Telefoniebibliotheken für andere Betriebssysteme können ersatzweise verwendet werden für die Windows-TAPI-Bibliothek, und die Datenstrukturen und die Nachrichtenfunktionen des Betriebssystems können ersetzt werden, welches in Verwendung ist.communications between the application programs and the TAPI library are handled by the Windows message function carried out using predefined TAPI data structures. telephony libraries for others Operating systems can to be used alternatively for the Windows TAPI library and the data structures and message functions of the operating system can be replaced, which is in use.
Wie TAPI strukturiert ist und wie Anwendungsprogramme geschrieben werden können, um diese Ressourcen auszunutzen, ist alles definiert in Amundsen, MAPI, SAPI & TAPI Developer's Guide, (SAMS Publishing 1996) ISBN 0-672-30928-9, welches hierdurch durch Referenz inkorporiert ist.As TAPI is structured and how application programs are written can, to exploit these resources, everything is defined in Amundsen, MAPI, SAPI & TAPI Developer's Guide, (SAMS Publishing 1996) ISBN 0-672-30928-9, which is hereby by reference is incorporated.
Zurückkehrend
zum gegenwärtigen
Beispiel führt
das TAPI-Programm einen Funktionsruf aus und macht diesen zu dem
Telefondienstanbieterprozess
Angenommen,
dass TSP- und PBX-Kartentreiber separate Prozesse sind, ruft entweder
TSP
Wenn
die Person antwortet, wird die Sprache digitalisiert durch einen
Codec in der PBX-Karte
Der Host-Bus ist gekoppelt über Busverbinder oder Erweiterungsschächte zu einem oder mehreren Erweiterungsmodulen, welche die Transmitter- und Receiver-Schaltungen und andere Schnittstellenschaltungen implementieren, die notwendig sind, um den Gateway anzuschließen an die Satelliten, HFC-, POTS- oder DSL-Medien oder irgendwelche anderen Medien, wie z.B. Stromleitungen oder drahtlose Teilnehmeranschlussleitungen, welche in der Zukunft entwickelt werden mögen. Module sind nur gezeigt für gegenwärtig existierende Technologien, aber es ist sicher, dass neue Stromaufwärts- und Stromabwärtsmedien folgen werden, und die Gattung der Erfindung schließt Erweiterungsmodule ein von dem Typ, welcher auch immer benötigt wird, um an diese neueren Medien anzuschließen.Of the Host bus is paired via Bus connectors or expansion slots to one or more Expansion modules containing the transmitter and receiver circuits and others Implement interface circuits necessary to to connect the gateway to the satellites, HFC, POTS or DSL media or any other media, such as. Power lines or wireless subscriber lines, which may be developed in the future. Modules are only shown for currently existing ones Technologies, but it is certain that new upstream and downstream media will follow, and the genus of the invention includes expansion modules one of the type needed to adapt to these newer ones To connect media.
Das
ADSL-Modemmodul
Das
FAX-/Datenmodemmodul
Das
IP- & PBX-Telefoniemodul
Ein
DOCSIS-Modemmodul kann irgendein bekanntes oder in Zukunft entwickeltes
Kabelmodem sein, das zu dem DOCSIS-Standard oder irgendeinem neuen
Standard für
Modems konform ist, welcher Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung
von einer Kundenräumlichkeit
zu einem Kopfstationskabelmodem und/oder dem Internet über eine CATV-HFC-Kabeleinrichtung
erlaubt, und welches digital gesteuert werden kann durch den Host
Das
HFC-Digitalvideomodul
Ein
HFC-analog-Videomodul
In
einigen Arten innerhalb der Gattung der Erfindung können alle
HFC-Schnittstellenmodule, wie
z.B.
Ein
Satelliten-digitales-Video-auf-Anforderungs-Modul
Ein
Satellitenanalogvideovideomodul
Ein
Satellitendirekt-PC-Modul
Ein
Satellitendirekt-TV-Modul
Ein
terrestrisches Analog-NTSC- oder PAL- oder SECAM-Modul
Jegliche der oben definierten Module, welche digitale Daten wiederherstellen oder erzeugen für Übertragung auf dem LAN schließen ein einen Transcoder zum Übersetzen der Originalbitrate auf eine niedrigere Bitrate, wo es benötigt wird aufgrund von Netzwerkbelastung. Ähnlich kann jedes Modul, das digitale Daten wiederherstellt, die Kopierschutzmaterial kodieren, wie z.B. Video- oder Audioprogramme, eine C5-Standard-Verschlüsselungsschaltung einschließen zum Wiederverschlüsseln der digitalen Daten vor Übertragung auf dem LAN, um perfekt unautorisierte digitale Kopien zu verhindern, die auftreten könnten, wenn die Digitaldaten in Klarform zu übertragen wären.Any the modules defined above that restore digital data or generate for transmission close on the LAN a transcoder for translating the original bit rate to a lower bitrate where it is needed due to network load. Similar Any module that recovers digital data can use the copy protection material encode, e.g. Video or audio programs, a C5 standard encryption circuit lock in to re-encrypt the digital data before transmission on the LAN to prevent perfectly unauthorized digital copies that could occur if the digital data were to be transmitted in clear form.
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